7. 序列化器-Serializer

作用：

1. 序列化,序列化器会把模型对象转换成字典,经过response以后变成json字符串
2. 反序列化,把客户端发送过来的数据,经过request以后变成字典,序列化器可以把字典转成模型
3. 反序列化,完成数据校验功能

7.1 定义序列化器

Django REST framework中的Serializer使用类来定义，须继承自rest_framework.serializers.Serializer。

接下来，为了方便演示序列化器的使用，我们先创建一个新的子应用sers

python manage.py startapp sers

我们已有了一个数据库模型类students/Student

from django.db import models

# Create your models here.
class Student(models.Model):
    # 模型字段
    name = models.CharField(max_length=100,verbose_name="姓名",help_text="提示文本:账号不能为空！")
    sex = models.BooleanField(default=True,verbose_name="性别")
    age = models.IntegerField(verbose_name="年龄")
    class_null = models.CharField(max_length=5,verbose_name="班级编号")
    description = models.TextField(verbose_name="个性签名")

    class Meta:
        db_table="tb_student"
        verbose_name = "学生"
        verbose_name_plural = verbose_name

我们想为这个模型类提供一个序列化器，可以定义如下：

from rest_framework import serializers

# 声明序列化器，所有的序列化器都要直接或者间接继承于 Serializer
# 其中，ModelSerializer是Serializer的子类，ModelSerializer在Serializer的基础上进行了代码简化
class StudentSerializer(serializers.Serializer):
    """学生信息序列化器"""
    # 1. 需要进行数据转换的字段
    id = serializers.IntegerField()
    name = serializers.CharField()
    age = serializers.IntegerField()
    sex = serializers.BooleanField()
    description = serializers.CharField()

    # 2. 如果序列化器集成的是ModelSerializer，则需要声明调用的模型信息

    # 3. 验证代码

    # 4. 编写添加和更新模型的代码

注意：serializer不是只能为数据库模型类定义，也可以为非数据库模型类的数据定义。serializer是独立于数据库之外的存在。

常用字段类型：

字段	字段构造方式 serializers.字段构造方式()
BooleanField	BooleanField()
NullBooleanField	NullBooleanField()
CharField	CharField(max_length=None, min_length=None, allow_blank=False, trim_whitespace=True)
EmailField	EmailField(max_length=None, min_length=None, allow_blank=False)
RegexField	RegexField(regex, max_length=None, min_length=None, allow_blank=False)
SlugField	SlugField(maxlength=50, min_length=None, allow_blank=False) 正则字段，验证正则模式 [a-zA-Z0-9-]+
URLField	URLField(max_length=200, min_length=None, allow_blank=False)
UUIDField	UUIDField(format='hex_verbose') format: 1) `'hex_verbose'` 如`"5ce0e9a5-5ffa-654b-cee0-1238041fb31a"` 2) `'hex'` 如 `"5ce0e9a55ffa654bcee01238041fb31a"` 3) `'int'` - 如: `"123456789012312313134124512351145145114"` 4) `'urn'` 如: `"urn:uuid:5ce0e9a5-5ffa-654b-cee0-1238041fb31a"`
IPAddressField	IPAddressField(protocol='both', unpack_ipv4=False, **options)
IntegerField	IntegerField(max_value=None, min_value=None)
FloatField	FloatField(max_value=None, min_value=None)
DecimalField	DecimalField(max_digits, decimal_places, coerce_to_string=None, max_value=None, min_value=None) max_digits: 最多位数 decimal_palces: 小数点位置
DateTimeField	DateTimeField(format=api_settings.DATETIME_FORMAT, input_formats=None)
DateField	DateField(format=api_settings.DATE_FORMAT, input_formats=None)
TimeField	TimeField(format=api_settings.TIME_FORMAT, input_formats=None)
DurationField	DurationField()
ChoiceField	ChoiceField(choices) choices与Django的用法相同
MultipleChoiceField	MultipleChoiceField(choices)
FileField	FileField(max_length=None, allow_empty_file=False, use_url=UPLOADED_FILES_USE_URL)
ImageField	ImageField(max_length=None, allow_empty_file=False, use_url=UPLOADED_FILES_USE_URL)
ListField	ListField(child=, min_length=None, max_length=None)
DictField	DictField(child=)

选项参数：

参数名称	作用
max_length	最大长度
min_lenght	最小长度
allow_blank	是否允许为空
trim_whitespace	是否截断空白字符
max_value	最大数值
min_value	最小数值

通用参数：

参数名称	说明
read_only	表明该字段仅用于序列化输出，默认False
write_only	表明该字段仅用于反序列化输入，默认False
required	表明该字段在反序列化时必须输入，默认True
default	反序列化时使用的默认值
allow_null	表明该字段是否允许传入None，默认False
validators	该字段使用的验证器
error_messages	包含错误编号与错误信息的字典
label	用于HTML展示API页面时，显示的字段名称
help_text	用于HTML展示API页面时，显示的字段帮助提示信息

7.2 创建Serializer对象

定义好Serializer类后，就可以创建Serializer对象了。

Serializer的构造方法为：

Serializer(instance=None, data=empty, **kwarg)

说明：

1）用于序列化时，将模型类对象传入instance参数

2）用于反序列化时，将要被反序列化的数据传入data参数

3）除了instance和data参数外，在构造Serializer对象时，还可通过context参数额外添加数据，如

serializer = StudentSerializer(instance, context={'request': request})

通过context参数附加的数据，可以通过Serializer对象的context属性获取。

使用序列化器的时候一定要注意，序列化器声明了以后，不会自动执行，需要我们在视图中进行调用才可以。
序列化器无法直接接收数据，需要我们在视图中创建序列化器对象时把使用的数据传递过来。
序列化器的字段声明类似于我们前面使用过的表单系统。
开发restful api时，序列化器会帮我们把模型数据转换成字典.
drf提供的视图会帮我们把字典转换成json,或者把客户端发送过来的数据转换字典.

7.3 序列化器的使用

序列化器的使用分两个阶段：

在客户端请求时，使用序列化器可以完成对数据的反序列化。
在服务器响应时，使用序列化器可以完成对数据的序列化。

7.3.1 序列化

7.3.1.1 基本使用

1）先查询出一个学生对象

from students.models import Student

student = Student.objects.get(id=3)

2）构造序列化器对象

from .serializers import StudentSerializer

serializer = StudentSerializer(instance=student)

3）获取序列化数据

通过data属性可以获取序列化后的数据

serializer.data
# {'id': 4, 'name': '小张', 'age': 18, 'sex': True, 'description': '猴赛雷'}

完整视图代码：

from django.views import View
from students.models import Student
from .serializers import StudentSerializer
from django.http.response import JsonResponse
class StudentRetrieveView(View):
    """使用序列化器序列化转换单个模型数据"""
    def get(self,request,pk):
        # 获取数据
        student = Student.objects.get(pk=pk)
        # 数据转换[序列化过程]
        serializer = StudentSerializer(instance=student)
        print(serializer.data)
        # 响应数据
        return JsonResponse(serializer.data)

4）如果要被序列化的是包含多条数据的查询集QuerySet，可以通过添加many=True参数补充说明

class StudentView(View):    
    """使用序列化器序列化转换多个模型数据"""
    def get(self,request):
        # 获取数据
        student_list = Student.objects.all()

        # 转换数据[序列化过程]
        # 如果转换多个模型对象数据，则需要加上many=True
        serializer = StudentSerializer(instance=student_list,many=True)
        print( serializer.data ) # 序列化器转换后的数据

        # 响应数据给客户端
        # 返回的json数据，如果是列表，则需要声明safe=False
        return JsonResponse(serializer.data,safe=False)
    
    
    # 访问结果：
    # [OrderedDict([('id', 1), ('name', 'xiaoming'), ('age', 20), ('sex', True), ('description', '测试')]), OrderedDict([('id', 2), ('name', 'xiaohui'), ('age', 22), ('sex', True), ('description', '后面来的测试')]), OrderedDict([('id', 4), ('name', '小张'), ('age', 18), ('sex', True), ('description', '猴赛雷')])]

7.3.2 反序列化

7.3.2.1 数据验证

使用序列化器进行反序列化时，需要对数据进行验证后，才能获取验证成功的数据或保存成模型类对象。

在获取反序列化的数据前，必须调用is_valid()方法进行验证，验证成功返回True，否则返回False。

验证失败，可以通过序列化器对象的errors属性获取错误信息，返回字典，包含了字段和字段的错误。如果是非字段错误，可以通过修改REST framework配置中的NON_FIELD_ERRORS_KEY来控制错误字典中的键名。

验证成功，可以通过序列化器对象的validated_data属性获取数据。

在定义序列化器时，指明每个字段的序列化类型和选项参数，本身就是一种验证行为。

为了方便学习，我们新建一个子应用books。

python manage.py startapp books

在settings.py中的INSTALLED_APPS中新增books子应用

INSTALLED_APPS = [
    # ...
    'ser',
    'unser',
]

如我们定义一个图书的模型和序列化器，

Book模型，代码：

from django.db import models
class Book(models.Model):
    """图书模型"""
    title = models.CharField(verbose_name='名称', max_length=20)
    pub_date = models.DateField(verbose_name='发布日期')
    read = models.IntegerField(verbose_name='阅读量',default=0)
    comment = models.IntegerField(verbose_name='评论量', null=True, blank=True)

    class Meta:
        db_table = "tb_book"
        verbose_name="图书"
        verbose_name_plural=verbose_name

    def __str__(self):
        return self.title

执行数据迁移，代码：

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

BookSerializer序列化器，代码：

class BookSerializer(serializers.Serializer):
    """图书数据序列化器"""
    id = serializers.IntegerField(label='ID', read_only=True)
    title = serializers.CharField(label='名称', max_length=20)
    pub_date = serializers.DateField(label='发布日期', required=False)
    read = serializers.IntegerField(label='阅读量', required=False)
    comment = serializers.IntegerField(label='评论量', required=False)

通过构造序列化器对象，并将要反序列化的数据传递给data构造参数，进而进行验证

from book.serializers import BookSerializer
data = {'pub_date': 123}
serializer = BookSerializer(data=data)
serializer.is_valid()  # 返回False
serializer.errors
# {'title': [ErrorDetail(string='This field is required.', code='required')], 'pub_date': [ErrorDetail(string='Date has wrong format. Use one of these formats instead: YYYY[-MM[-DD]].', code='invalid')]}
serializer.validated_data  # {}

data = {'title': 'python'}
serializer = BookSerializer(data=data)
serializer.is_valid()  # True   验证结果返回值
serializer.errors  # {}  错误信息
serializer.validated_data  #  OrderedDict([('btitle', 'python')])

is_valid()方法还可以在验证失败时抛出异常serializers.ValidationError，可以通过传递raise_exception=True参数开启，REST framework接收到此异常，会向前端返回HTTP 400 Bad Request响应。

# Return a 400 response if the data was invalid.
serializer.is_valid(raise_exception=True)

如果觉得这些还不够，需要再补充定义验证行为，可以使用以下三种方法：

1) validate_字段名

对字段进行验证，如

class BookSerializer(serializers.Serializer):
    """图书数据序列化器"""
    ...

    def validate_title(self, value):
        if 'django' not in value.lower():
            raise serializers.ValidationError("图书不是关于Django的")
        return value

测试

from book.serializers import BookSerializer
data = {'title': 'python'}
serializer = BookSerializer(data=data)
serializer.is_valid()  # False   
serializer.errors
#  {'title': [ErrorDetail(string='图书不是关于Django的', code='invalid')]}

2) validate

在序列化器中需要同时对多个字段进行比较验证时，可以定义validate方法来验证，如

class BookSerializer(serializers.Serializer):
    """图书序列化器"""
    ...

    def validate(self, attrs):
        read = attrs['read']
        comment = attrs['comment']
        if read < comment:
            raise serializers.ValidationError('阅读量小于评论量，不可以通过')
        return attrs

测试

from book.serializers import BookSerializer
data = {'title': 'about django', 'read': 10, 'comment': 20}
s = BookSerializer(data=data)
s.is_valid()  # False
s.errors
#  {'non_field_errors': [ErrorDetail(string='阅读量小于评论量', code='invalid')]}

3) validators

在字段中添加validators选项参数，也可以补充验证行为，如

def about_django(value):
    if 'django' not in value.lower():
        raise serializers.ValidationError("图书不是关于Django的")

class BookSerializer(serializers.Serializer):
    """图书序列化器"""
    id = serializers.IntegerField(label='ID', read_only=True)
    title = serializers.CharField(label='名称', max_length=20, validators=[about_django])
    pub_date = serializers.DateField(label='发布日期', required=False)
    read = serializers.IntegerField(label='阅读量', required=False)
    comment = serializers.IntegerField(label='评论量', required=False)
    image = serializers.ImageField(label='图片', required=False)

测试：

from book.serializers import BookSerializer
data = {'title': 'python'}
serializer = BookSerializer(data=data)
serializer.is_valid()  # False   
serializer.errors
#  {'title': [ErrorDetail(string='图书不是关于Django的', code='invalid')]}

7.3.2.2 反序列化-保存数据

前面的验证数据成功后,我们可以使用序列化器来完成数据反序列化的过程.这个过程可以把数据转成模型类对象.

可以通过实现create()和update()两个方法来实现。

class BookSerializer(serializers.Serializer):
    """图书数据序列化器"""
    ...

    def create(self, validated_data):
        """新建"""
        return Book(**validated_data)

    def update(self, instance, validated_data):
        """更新，instance为要更新的对象实例"""
        instance.title = validated_data.get('title', instance.title)
        instance.pub_date = validated_data.get('pub_date', instance.pub_date)
        instance.read = validated_data.get('read', instance.read)
        instance.comment = validated_data.get('comment', instance.comment)
        return instance

如果需要在返回数据对象的时候，也将数据保存到数据库中，则可以进行如下修改

class BookSerializer(serializers.Serializer):
    """图书数据序列化器"""
    ...

    def create(self, validated_data):
        """新建"""
        return Book.objects.create(**validated_data)

    def update(self, instance, validated_data):
        """更新，instance为要更新的对象实例"""
        instance.title = validated_data.get('title', instance.title)
        instance.pub_date = validated_data.get('pub_date', instance.pub_date)
        instance.read = validated_data.get('read', instance.read)
        instance.comment = validated_data.get('comment', instance.comment)
        instance.save()
        return instance

实现了上述两个方法后，在反序列化数据的时候，就可以通过save()方法返回一个数据对象实例了

book = serializer.save()

如果创建序列化器对象的时候，没有传递instance实例，则调用save()方法的时候，create()被调用，相反，如果传递了instance实例，则调用save()方法的时候，update()被调用。

from .serializers import BookSerializer
data = {'title': 'python入门指南'}
serializer = BookSerializer(data=data)
serializer.is_valid()  # True
serializer.save()  # 

from .models import Book
book = Book.objects.get(id=2)
data = {'title': 'django入门指南'}
serializer = BookSerializer(book, data=data)
serializer.is_valid()  # True
serializer.save()  # 
book.title  # 'django入门指南'

7.3.2.3 附加说明

1）在对序列化器进行save()保存时，可以额外传递数据，这些数据可以在create()和update()中的validated_data参数获取到

# request.user 是django中记录当前登录用户的模型对象
serializer.save(owner=request.user)

2）默认序列化器必须传递所有required的字段，否则会抛出验证异常。但是我们可以使用partial参数来允许部分字段更新

# Update `comment` with partial data
serializer = CommentSerializer(comment, data={'content': u'foo bar'}, partial=True)

7.3.3 模型类序列化器

如果我们想要使用序列化器对应的是Django的模型类，DRF为我们提供了ModelSerializer模型类序列化器来帮助我们快速创建一个Serializer类。

ModelSerializer与常规的Serializer相同，但提供了：

基于模型类自动生成一系列字段
基于模型类自动为Serializer生成validators，比如unique_together
包含默认的create()和update()的实现

7.3.3.1 定义

比如我们创建一个BookSerializer

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):
    """图书数据序列化器"""
    class Meta:
        model = Book
        fields = '__all__'

model 指明参照哪个模型类
fields 指明为模型类的哪些字段生成

我们可以在python manage.py shell中查看自动生成的BookSerializer的具体实现

>>> from booktest.serializers import BookSerializer
>>> serializer = BookSerializer()
>>> serializer
BookSerializer():
    id = IntegerField(label='ID', read_only=True)
    title = CharField(label='名称', max_length=20)
    pub_date = DateField(allow_null=True, label='发布日期', required=False)
    read = IntegerField(label='阅读量', max_value=2147483647, min_value=-2147483648, required=False)
    comment = IntegerField(label='评论量', max_value=2147483647, min_value=-2147483648, required=False)

7.3.3.2 指定字段

使用fields来明确字段，__all__表名包含所有字段，也可以写明具体哪些字段，如

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):
    """图书数据序列化器"""
    class Meta:
        model = Book
        fields = "__all__"

使用exclude可以明确排除掉哪些字段

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):
    """图书数据序列化器"""
    class Meta:
        model = Book
        exclude = ('pub_date',)

显示指明字段，如：

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):
    
    class Meta:
        model = Book
        fields = ('id', 'title', 'comment', 'read')

指明只读字段

可以通过read_only_fields指明只读字段，即仅用于序列化输出的字段

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):
    """图书序列化器"""
    class Meta:
        model = Book
        fields = ('id', 'title', 'pub_date'， 'read', 'comment')
        read_only_fields = ('id', 'read', 'comment')

7.3.3.3 添加额外参数

我们可以使用extra_kwargs参数为ModelSerializer添加或修改原有的选项参数

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):
    """图书序列化器"""
    class Meta:
        model = Book
        fields = ('id', 'title', 'pub_date', 'read', 'comment')
        extra_kwargs = {
            'read': {'min_value': 0, 'required': True},
            'comment': {'min_value': 0, 'required': True},
        }

# BookSerializer():
#    id = IntegerField(label='ID', read_only=True)
#    title = CharField(label='名称', max_length=20)
#    pub_date = DateField(allow_null=True, label='发布日期', required=False)
#    read = IntegerField(label='阅读量', max_value=2147483647, min_value=0, required=True)
#    comment = IntegerField(label='评论量', max_value=2147483647, min_value=0, required=True)

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