【速存】深入理解Django ORM：编写高效的数据库查询

Django作为一个高级Python Web框架，其自带的对象关系映射（ORM）是其最强大的特性之一。ORM允许开发者以编程语言原生的方式操作数据库，而无需编写原始的SQL查询。本文展示如何在Django项目中利用ORM执行各种数据库查询，并提供详细的代码示例及其解释。

基础查询操作

查询所有对象

from myapp.models import MyModel

# 获取MyModel表中的所有对象
all_entries = MyModel.objects.all()

for entry in all_entries:
    print(entry)

• from myapp.models import MyModel: 导入应用中定义的模型。
• MyModel.objects.all(): 获取MyModel表中的所有对象。
• for entry in all_entries: 遍历查询到的所有对象，并打印。

过滤查询

# 获取所有is_active为True的对象
active_entries = MyModel.objects.filter(is_active=True)

for entry in active_entries:
    print(entry)

• MyModel.objects.filter(is_active=True): 使用filter方法筛选出字段is_active值为True的对象。

排除查询

# 获取除了is_active为True之外的所有对象
inactive_entries = MyModel.objects.exclude(is_active=True)

for entry in inactive_entries:
    print(entry)

• MyModel.objects.exclude(is_active=True): 使用exclude方法排除字段is_active值为True的对象。

获取单个对象

# 获取主键为1的单个对象
try:
    entry = MyModel.objects.get(pk=1)
    print(entry)
except MyModel.DoesNotExist:
    print("MyModel with pk=1 does not exist.")

• MyModel.objects.get(pk=1): 获取主键（Primary Key）为1的对象。
• try...except: 异常处理，防止查询不到对象时抛出DoesNotExist异常。

复杂查询操作

链式查询

# 获取is_active为True且name以'D'开头的所有对象
filtered_entries = MyModel.objects.filter(is_active=True).filter(name__startswith='D')

for entry in filtered_entries:
    print(entry)

• filter(is_active=True).filter(name__startswith='D'): 链式调用filter方法来组合筛选条件。

Q对象复杂查询

from django.db.models import Q

# 获取is_active为True或者name以'D'开头的所有对象
complex_entries = MyModel.objects.filter(Q(is_active=True) | Q(name__startswith='D'))

for entry in complex_entries:
    print(entry)

• from django.db.models import Q: 导入Q对象。
• Q(is_active=True) | Q(name__startswith='D'): 使用Q对象结合逻辑运算符|（或）构建复杂查询。

跨关联关系查询

假设MyModel有一个外键ForeignKey指向另一个模型RelatedModel。

# 获取MyModel的所有对象，其关联的RelatedModel对象的name为'Sample'
related_entries = MyModel.objects.filter(relatedmodel__name='Sample')

for entry in related_entries:
    print(entry)

• relatedmodel__name='Sample': 使用双下划线__跨关联关系查询RelatedModel的name字段。

聚合与分组查询

from django.db.models import Count

# 对MyModel对象按is_active字段进行分组，并计算每组的数量
grouped_entries = MyModel.objects.values('is_active').annotate(count=Count('id'))

for entry in grouped_entries:
    print(f"Active: {entry['is_active']}, Count: {entry['count']}")

• from django.db.models import Count: 导入Count聚合函数。
• values('is_active').annotate(count=Count('id')): 使用values方法分组并使用annotate进行聚合，计算每组的数量。

性能优化查询

选择性字段查询

# 仅获取MyModel对象的id和name字段
partial_entries = MyModel.objects.only('id', 'name')

for entry in partial_entries:
    print(entry.id, entry.name)

• MyModel.objects.only('id', 'name'): 使用only方法来限制查询只返回特定字段。

延迟字段查询

# 在需要时才查询MyModel对象的description字段
deferred_entries = MyModel.objects.defer('description')

for entry in deferred_entries:
    print(entry.description)  # 这里才会实际查询description字段

• MyModel.objects.defer('description'): 使用defer方法延迟加载指定字段，直到实际访问该字段时才会执行查询。

使用select_related优化关联对象查询

假设MyModel有一个外键ForeignKey指向另一个模型RelatedModel。

# 通过select_related获取MyModel和其关联的RelatedModel对象
entries_with_related = MyModel.objects.select_related('relatedmodel')

for entry in entries_with_related:
    print(entry.relatedmodel)

• MyModel.objects.select_related('relatedmodel'): 使用select_related方法来优化对关联对象的查询，减少数据库的查询次数。

使用prefetch_related优化多对多和反向关联查询

假设MyModel与OtherModel有多对多关系。

# 通过prefetch_related获取MyModel及其多对多关联的OtherModel对象
entries_with_others = MyModel.objects.prefetch_related('othermodel_set')

for entry in entries_with_others:
    for other in entry.othermodel_set.all():
        print(other)

• MyModel.objects.prefetch_related('othermodel_set'): 使用prefetch_related方法来优化多对多和反向关联查询。

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