Django—模型
索引
orm简介
orm,全拼object-relation mapping,中文意为对象-关系映射,是随着面向对象的软件开发方法发展而产生的。面向对象的开发方法是当今企业级应用开发环境中的主流开发方法,关系数据库是企业级应用环境中永久存放数据的主流数据存储系统。对象和关系数据是业务实体的两种表现形式,业务实体在内存中表现为对象,在数据库中表现为关系数据。内存中的对象之间存在关联和继承关系,而在数据库中,关系数据无法直接表达多对多关联和继承关系。因此,对象-关系映射orm系统一般以中间件的形式存在,主要实现程序对象到关系数据库数据的映射。面向对象是从软件工程基本原则(如耦合、聚合、封装)的基础上发展起来的,而关系数据库则是从数学理论发展而来的,两套理论存在显著的区别。为了解决这个不匹配的现象,对象关系映射技术应运而生。o/r中字母o起源于"对象"(object),而r则来自于"关系"(relational)。几乎所有的程序里面,都存在对象和关系数据库。在业务逻辑层和用户界面层中,我们是面向对象的。当对象信息发生变化的时候,我们需要把对象的信息保存在关系数据库中。目前流行的orm产品如java的hibernate,.net的entityformerwork等。
在mvc框架中的model模块中都包括orm,对于开发人员主要带来了如下好处:
- 实现了数据模型与数据库的解耦,通过简单的配置就可以轻松更换数据库,而不需要修改代码。
- 只需要面向对象编程,不需要面向数据库编写代码。
- 在mvc中model中定义的类,通过orm与关系型数据库中的表对应,对象的属性体现对象间的关系,这种关系也被映射到数据表中。
django框架中orm示意图如下:
使用mysql数据库,这是web项目首选的数据库。
打开项目的settings.py文件,找到databases项,默认使用sqlite3数据库
修改为使用mysql数据库,代码如下:
将引擎改为mysql,提供连接的主机host、端口port、数据库名name、用户名user、密码password。
databases = { 'default': { 'engine': 'django.db.backends.mysql', 'name': 'test2', #数据库名字, 'user': 'root', #数据库登录用户名 'password': '123456', #数据库登录密码 'host': 'localhost', #数据库所在主机 'port': '3306', #数据库端口 } }
注意:数据库test2 django框架不会自动生成,需要我们自己进入mysql数据库去创建。
把数据库切换成了mysql,需要安装pymysql模块之后,django框架才可以操作mysql数据库。安装命令如下:
pip install pymysql
安装成功之后,在项目的_init_.py文件中加上如下代码:
import pymysql pymysql.install_as_mysqldb()
1.定义模型类
-
模型类被定义在"应用/models.py"文件中,此例中为"booktest/models.py"文件。
-
模型类必须继承自model类,位于包django.db.models中。
-
提示:对于重要数据使用逻辑删除。
示例
1.打开booktest/models.py文件,定义模型类如下
from django.db import models #定义图书模型类bookinfo class bookinfo(models.model): btitle = models.charfield(max_length=20)#图书名称 bpub_date = models.datefield()#发布日期 bread = models.integerfield(default=0)#阅读量 bcomment = models.integerfield(default=0)#评论量 isdelete = models.booleanfield(default=false)#逻辑删除 #定义英雄模型类heroinfo class heroinfo(models.model): hname = models.charfield(max_length=20)#英雄姓名 hgender = models.booleanfield(default=true)#英雄性别 isdelete = models.booleanfield(default=false)#逻辑删除 hcomment = models.charfield(max_length=200)#英雄描述信息 hbook = models.foreignkey('bookinfo')#英雄与图书表的关系为一对多,所以属性定义在英雄模型类中
2.迁移
生成并执行迁移文件。
python manage.py makemigrations python manage.py migrate
打开数据库的命令行,查看当前所有表如下图:
表bookinfo结构如图:
默认值并不在数据库层面生效,而是在django创建对象时生效。
表booktest_heroinfo结构如下:
django框架会根据关系属性生成一个关系字段,并创建外键约束。
3.测试数据
在数据库命令行中,复制如下语句执行,向booktest_bookinfo表中插入测试数据:
insert into booktest_bookinfo(btitle,bpub_date,bread,bcomment,isdelete) values ('射雕英雄传','1980-5-1',12,34,0), ('天龙八部','1986-7-24',36,40,0), ('笑傲江湖','1995-12-24',20,80,0), ('雪山飞狐','1987-11-11',58,24,0);
再复制如下语句执行,向booktest_heroinfo表中插入测试数据:
insert into booktest_heroinfo(hname,hgender,hbook_id,hcomment,isdelete) values ('郭靖',1,1,'降龙十八掌',0), ('黄蓉',0,1,'打狗棍法',0), ('黄药师',1,1,'弹指神通',0), ('欧阳锋',1,1,'蛤蟆功',0), ('梅超风',0,1,'九阴白骨爪',0), ('乔峰',1,2,'降龙十八掌',0), ('段誉',1,2,'六脉神剑',0), ('虚竹',1,2,'天山六阳掌',0), ('王语嫣',0,2,'神仙姐姐',0), ('令狐冲',1,3,'独孤九剑',0), ('任盈盈',0,3,'弹琴',0), ('岳不群',1,3,'华山剑法',0), ('东方不败',0,3,'葵花宝典',0), ('胡斐',1,4,'胡家刀法',0), ('苗若兰',0,4,'黄衣',0), ('程灵素',0,4,'医术',0), ('袁紫衣',0,4,'六合拳',0);
4.定义视图
打开booktest/views.py文件,定义视图代码如下:
from django.shortcuts import render,redirect from booktest.models import * from datetime import date from django.core.urlresolvers import reverse #查询所有图书并显示 def index(request): book_list = bookinfo.objects.all() return render(request, 'booktest/index.html', {"book_list": book_list}) #创建新图书 def create(request): book_obj = bookinfo() book_obj.btitle = "神雕侠侣" book_obj.bpub_date = date(1995, 12, 21) book_obj.save() # 跳转首页 return redirect(reverse('book:index')) #逻辑删除指定编号的图书 def delete(request,id): book_obj = bookinfo.objects.get(id=int(id)) book_obj.delete() return redirect(reverse('book:index'))
5.配置url
打开项目的urls.py文件,配置url如下:
from django.conf.urls import include, url from django.contrib import admin urlpatterns = [ url(r'^admin/', admin.site.urls), #引入booktest的url配置 url(r'^book',include('booktest.urls')), ]
在booktest应用下创建urls.py文件,代码如下:
from django.conf.urls import url from booktest import views urlpatterns=[ url(r'^index$',views.index), url(r'^delete(\d+)/$',views.delete), url(r'^create/$',views.create), ]
6.创建模板
打开项目的settings.py文件,配置模板查找目录templates的dirs。
'dirs': [os.path.join(base_dir,'templates')],
在templates下创建index.html文件
index.html代码如下:
<html> <head> <title>图书管理</title> </head> <body> <a href="/create/">创建</a> <ul> {%for book in list%} <li>{{book.btitle}}--<a href="/delete{{book.id}}/">删除</a></li> {%endfor%} </ul> </body> </html>
7.运行项目测试
2.模型类
定义属性
django根据属性的类型确定以下信息:
-
当前选择的数据库支持字段的类型
-
渲染管理表单时使用的默认html控件
-
在管理站点最低限度的验证
django会为表创建自动增长的主键列,每个模型只能有一个主键列,如果使用选项设置某属性为主键列后django不会再创建自动增长的主键列。
默认创建的主键列属性为id,可以使用pk代替,pk全拼为primary key。
注意:pk是主键的别名,若主键名为id2,那么pk是id2的别名。
属性命名限制:
- 不能是python的保留关键字。
- 不允许使用连续的下划线,这是由django的查询方式决定的。
- 定义属性时需要指定字段类型,通过字段类型的参数指定选项,语法如下:
属性=models.字段类型(选项)
字段类型
使用时需要引入django.db.models包,字段类型如下:
-
autofield:自动增长的integerfield,通常不用指定,不指定时django会自动创建属性名为id的自动增长属性。
-
booleanfield:布尔字段,值为true或false。
-
nullbooleanfield:支持null、true、false三种值。
-
charfield(max_length=字符长度):字符串。
-
参数max_length表示最大字符个数。
-
-
textfield:大文本字段,一般超过4000个字符时使用。
-
integerfield:整数。
-
decimalfield(max_digits=none, decimal_places=none):十进制浮点数。
-
参数max_digits表示总位数。
-
参数decimal_places表示小数位数。
-
-
floatfield:浮点数。
-
datefield[auto_now=false, auto_now_add=false]):日期。
-
参数auto_now表示每次保存对象时,自动设置该字段为当前时间,用于"最后一次修改"的时间戳,它总是使用当前日期,默认为false。
-
参数auto_now_add表示当对象第一次被创建时自动设置当前时间,用于创建的时间戳,它总是使用当前日期,默认为false。
-
参数auto_now_add和auto_now是相互排斥的,组合将会发生错误。
-
-
timefield:时间,参数同datefield。
-
datetimefield:日期时间,参数同datefield。
-
filefield:上传文件字段。
-
imagefield:继承于filefield,对上传的内容进行校验,确保是有效的图片。
- 。。。。。。
选项
通过选项实现对字段的约束,选项如下:
-
null:如果为true,表示允许为空,默认值是false。
-
blank:如果为true,则该字段允许为空白,默认值是false。
-
对比:null是数据库范畴的概念,blank是表单验证范畴的。
-
db_column:字段的名称,如果未指定,则使用属性的名称。
-
db_index:若值为true, 则在表中会为此字段创建索引,默认值是false。
-
default:默认值。
-
primary_key:若为true,则该字段会成为模型的主键字段,默认值是false,一般作为autofield的选项使用。
-
unique:如果为true, 这个字段在表中必须有唯一值,默认值是false。
- 。。。。。。
综合演示
修改booktest/models.py中的模型类,代码如下:
from django.db import models #定义图书模型类bookinfo class bookinfo(models.model): #btitle = models.charfield(max_length=20)#图书名称 btitle = models.charfield(max_length=20, db_column='title')#通过db_column指定btitle对应表格中字段的名字为title bpub_date = models.datefield()#发布日期 bread = models.integerfield(default=0)#阅读量 bcomment = models.integerfield(default=0)#评论量 isdelete = models.booleanfield(default=false)#逻辑删除 #定义英雄模型类heroinfo class heroinfo(models.model): hname = models.charfield(max_length=20)#英雄姓名 hgender = models.booleanfield(default=true)#英雄性别 isdelete = models.booleanfield(default=false)#逻辑删除 #hcomment = models.charfield(max_length=200)#英雄描述信息 hcomment = models.charfield(max_length=200, null=true, blank=false) #hcomment对应的数据库中的字段可以为空,但通过后台管理页面添加英雄信息时hcomment对应的输入框不能为空 hbook = models.foreignkey('bookinfo')#英雄与图书表的关系为一对多,所以属性定义在英雄模型类中
然后生成迁移文件并执行迁移命令,最后查看数据库中的内容。
3.字段查询
实现sql中where的功能,调用过滤器filter()、exclude()、get(),下面以filter()为例。
通过"属性名_id"表示外键对应对象的id值。
语法如下:
说明:属性名称和比较运算符间使用两个下划线,所以属性名不能包括多个下划线。
属性名称__比较运算符=值
打开booktest/views.py文件,在index视图中编写如下查询代码:
条件运算符
1) 查询等
exact:表示判等。
例:查询编号为1的图书。
list=bookinfo.objects.filter(id__exact=1) 可简写为: list=bookinfo.objects.filter(id=1)
2) 模糊查询
contains:是否包含。
说明:如果要包含%无需转义,直接写即可。
例:查询书名包含'传'的图书。
list = bookinfo.objects.filter(btitle__contains='传')
startswith、endswith:以指定值开头或结尾。
例:查询书名以'部'结尾的图书
list = bookinfo.objects.filter(btitle__endswith='部')
以上运算符都区分大小写,在这些运算符前加上i表示不区分大小写,如iexact、icontains、istartswith、iendswith.
3) 空查询
isnull:是否为null。
例:查询书名不为空的图书。
list = bookinfo.objects.filter(btitle__isnull=false)
4) 范围查询
in:是否包含在范围内。
例:查询编号为1或3或5的图书
list = bookinfo.objects.filter(id__in=[1, 3, 5])
5) 比较查询
gt、gte、lt、lte:大于、大于等于、小于、小于等于。
例:查询编号大于3的图书
list = bookinfo.objects.filter(id__gt=3)
不等于的运算符,使用exclude()过滤器。
例:查询编号不等于3的图书
list = bookinfo.objects.exclude(id=3)
6) 日期查询
year、month、day、week_day、hour、minute、second:对日期时间类型的属性进行运算。
例:查询1980年发表的图书。
list = bookinfo.objects.filter(bpub_date__year=1980)
例:查询1980年1月1日后发表的图书。
list = bookinfo.objects.filter(bpub_date__gt=date(1990, 1, 1))
f对象
之前的查询都是对象的属性与常量值比较,两个属性怎么比较呢? 答:使用f对象,被定义在django.db.models中。
语法如下:
f(属性名)
例:查询阅读量大于等于评论量的图书。
from django.db.models import f ... list = bookinfo.objects.filter(bread__gte=f('bcomment'))
可以在f对象上使用算数运算。
例:查询阅读量大于2倍评论量的图书。
list = bookinfo.objects.filter(bread__gt=f('bcomment') * 2)
q对象
多个过滤器逐个调用表示逻辑与关系,同sql语句中where部分的and关键字。
例:查询阅读量大于20,并且编号小于3的图书。
list=bookinfo.objects.filter(bread__gt=20,id__lt=3) 或 list=bookinfo.objects.filter(bread__gt=20).filter(id__lt=3)
如果需要实现逻辑或or的查询,需要使用q()对象结合|运算符,q对象被义在django.db.models中。
语法如下:
q(属性名__运算符=值)
例:查询阅读量大于20的图书,改写为q对象如下。
from django.db.models import q ... list = bookinfo.objects.filter(q(bread__gt=20))
q对象可以使用&、|连接,&表示逻辑与,|表示逻辑或。
例:查询阅读量大于20,或编号小于3的图书,只能使用q对象实现
list = bookinfo.objects.filter(q(bread__gt=20) | q(pk__lt=3))
q对象前可以使用~操作符,表示非not。
例:查询编号不等于3的图书。
list = bookinfo.objects.filter(~q(pk=3))
聚合函数
使用aggregate()过滤器调用聚合函数。聚合函数包括:avg,count,max,min,sum,被定义在django.db.models中。
例:查询图书的总阅读量。
from django.db.models import sum ... list = bookinfo.objects.aggregate(sum('bread'))
注意aggregate的返回值是一个字典类型,格式如下:
{'聚合类小写__属性名':值} 如:{'sum__bread':3}
使用count时一般不使用aggregate()过滤器。
例:查询图书总数。
list = bookinfo.objects.count()
注意count函数的返回值是一个数字。
4.查询集
查询集表示从数据库中获取的对象集合,在管理器上调用某些过滤器方法会返回查询集,查询集可以含有零个、一个或多个过滤器。过滤器基于所给的参数限制查询的结果,从sql的角度,查询集和select语句等价,过滤器像where和limit子句。
返回查询集的过滤器如下:
- all():返回所有数据。
- filter():返回满足条件的数据。
- exclude():返回满足条件之外的数据,相当于sql语句中where部分的not关键字。
- order_by():对结果进行排序。
返回单个值的过滤器如下:
-
get():返回单个满足条件的对象
-
如果未找到会引发"模型类.doesnotexist"异常。
-
如果多条被返回,会引发"模型类.multipleobjectsreturned"异常。
-
-
count():返回当前查询结果的总条数。
- aggregate():聚合,返回一个字典。
判断某一个查询集中是否有数据:
- exists():判断查询集中是否有数据,如果有则返回true,没有则返回false。
两大特性
- 惰性执行:创建查询集不会访问数据库,直到调用数据时,才会访问数据库,调用数据的情况包括迭代、序列化、与if合用。
- 缓存:使用同一个查询集,第一次使用时会发生数据库的查询,然后把结果缓存下来,再次使用这个查询集时会使用缓存的数据。
查询集的缓存
每个查询集都包含一个缓存来最小化对数据库的访问。
在新建的查询集中,缓存为空,首次对查询集求值时,会发生数据库查询,django会将查询的结果存在查询集的缓存中,并返回请求的结果,接下来对查询集求值将重用缓存中的结果。
情况一:如下是两个查询集,无法重用缓存,每次查询都会与数据库进行一次交互,增加了数据库的负载。
from booktest.models import bookinfo [book.id for book in bookinfo.objects.all()] [book.id for book in bookinfo.objects.all()]
情况二:经过存储后,可以重用查询集,第二次使用缓存中的数据。
list=bookinfo.objects.all() [book.id for book in list] [book.id for book in list]
限制查询集
可以对查询集进行取下标或切片操作,等同于sql中的limit和offset子句。
注意:不支持负数索引。
对查询集进行切片后返回一个新的查询集,不会立即执行查询。
如果获取一个对象,直接使用[0],等同于[0:1].get(),但是如果没有数据,[0]引发indexerror异常,[0:1].get()如果没有数据引发doesnotexist异常。
5.模型类关系
关系字段类型
关系型数据库的关系包括三种类型:
-
foreignkey:一对多,将字段定义在多的一端中。
-
manytomanyfield:多对多,将字段定义在任意一端中。
-
onetoonefield:一对一,将字段定义在任意一端中。
-
可以维护递归的关联关系,使用'self'指定,详见"自关联"。
一对多关系
参见booktest应用中的bookinfo类和heroinfo类。
#定义图书模型类bookinfo class bookinfo(models.model): btitle = models.charfield(max_length=20)#图书名称 bpub_date = models.datefield()#发布日期 bread = models.integerfield(default=0)#阅读量 bcomment = models.integerfield(default=0)#评论量 isdelete = models.booleanfield(default=false)#逻辑删除 #定义英雄模型类heroinfo class heroinfo(models.model): hname = models.charfield(max_length=20)#英雄姓名 hgender = models.booleanfield(default=true)#英雄性别 isdelete = models.booleanfield(default=false)#逻辑删除 hcomment = models.charfield(max_length=200)#英雄描述信息 hbook = models.foreignkey('bookinfo')#英雄与图书表的关系为一对多,所以属性定义在英雄模型类中
多对多关系
我们下面设计一个新闻类和新闻类型类,一个新闻类型下可以用很多条新闻,一条新闻也可能归属于多种新闻类型。
重新在项目下新建一个应用newstest,注册应用之后,编辑newstest/models.py文件设计模型类。
class typeinfo(models.model): tname = models.charfield(max_length=20) #新闻类别 class newsinfo(models.model): ntitle = models.charfield(max_length=60) #新闻标题 ncontent = models.textfield() #新闻内容 npub_date = models.datetimefield(auto_now_add=true) #新闻发布时间 ntype = models.manytomanyfield('typeinfo') #通过manytomanyfield建立typeinfo类和newsinfo类之间多对多的关系
关联查询
django中也能实现类似于join查询。
通过对象执行关联查询
在定义模型类时,可以指定三种关联关系,最常用的是一对多关系,如本例中的"图书-英雄"就为一对多关系。
由一到多的访问语法:
一对应的模型类对象.多对应的模型类名小写_set 例: b = bookinfo.objects.get(id=1) b.heroinfo_set.all()
由多到一的访问语法:
多对应的模型类对象.多对应的模型类中的关系类属性名 例: h = heroinfo.objects.get(id=1) h.hbook
访问一对应的模型类关联对象的id语法:
多对应的模型类对象.关联类属性_id 例: h = heroinfo.objects.get(id=1) h.book_id
例:查询编号为1的图书。
book=bookinfo.objects.get(pk=1)
例:获得book图书的所有英雄。
book.heroinfo_set.all()
例:获得编号为1的英雄。
hero=heroinfo.objects.get(pk=1)
例:获得hero英雄出自的图书。
hero.hbook
通过模型类执行关联查询-
由多模型类条件查询一模型类数据:
语法如下:
关联模型类名小写__属性名__条件运算符=值
如果没有"__运算符"部分,表示等于,结果和sql中的inner join相同。
例:查询图书,要求图书中英雄的描述包含'八'。
list = bookinfo.objects.filter(heroinfo__hcontent__contains='八')
由一模型类条件查询多模型类数据: 语法如下:
一模型类关联属性名__一模型类属性名__条件运算符=值
例:查询书名为“天龙八部”的所有英雄。
list = heroinfo.objects.filter(hbook__btitle='天龙八部')
自关联
对于地区信息、分类信息等数据,表结构非常类似,每个表的数据量十分有限,为了充分利用数据表的大量数据存储功能,可以设计成一张表,内部的关系字段指向本表的主键,这就是自关联的表结构。
打开booktest/models.py文件,定义areainfo类。
说明:关系属性使用self指向本类,要求null和blank允许为空,因为一级数据是没有父级的。
#定义地区模型类,存储省、市、区县信息 class areainfo(models.model): atitle=models.charfield(max_length=30)#名称 aparent=models.foreignkey('self',null=true,blank=true)#关系
迁移。
python manage.py makemigrations python manage.py migrate
打开mysql命令行,导入数据。文件下载地址(https://files.cnblogs.com/files/fort/area.rar)
source areas.sql
打开booktest/views.py文件,定义视图area。
from booktest.models import areainfo ... def area(request): area = areainfo.objects.get(pk=400000) return render(request, 'booktest/area.html', {'area': area})
打开booktest/urls.py文件,新建一条url。
urlpatterns = [ ... url(r'^area/$', views.area), ]
在templates/booktest目录下,新建area.html文件。
<html> <head> <title>地区</title> </head> <body> 当前地区:{{area.atitle}} <hr/> 上级地区:{{area.aparent.atitle}} <hr/> 下级地区: <ul> {%for a in area.areainfo_set.all%} <li>{{a.atitle}}</li> {%endfor%} </ul> </body> </html>
6.模型类扩展
模型实例方法
-
str():在将对象转换成字符串时会被调用。
-
save():将模型对象保存到数据表中,orm框架会转换成对应的insert或update语句。
-
delete():将模型对象从数据表中删除,orm框架会转换成对应的delete语句。
模型类的属性
属性objects:管理器,是models.manager类型的对象,用于与数据库进行交互。
当没有为模型类定义管理器时,django会为每一个模型类生成一个名为objects的管理器,自定义管理器后,django不再生成默认管理器objects。
为模型类bookinfo定义管理器books语法如下:
class bookinfo(models.model): ... books = models.manager()
管理器manager
管理器是django的模型进行数据库操作的接口,django应用的每个模型类都拥有至少一个管理器。django支持自定义管理器类,继承自models.manager。
自定义管理器类主要用于两种情况:
-
1.修改原始查询集,重写all()方法
-
2.向管理器类中添加额外的方法,如向数据库中插入数据。
1.修改原始查询集,重写all()方法。
a)打开booktest/models.py文件,定义类bookinfomanager
#图书管理器 class bookinfomanager(models.manager): def all(self): #默认查询未删除的图书信息 #调用父类的成员语法为:super().方法名 return super().all().filter(isdelete=false)
b)在模型类bookinfo中定义管理器
class bookinfo(models.model): ... books = bookinfomanager()
2.在管理器类中定义创建对象的方法
对模型类对应的数据表进行操作时,推荐将这些操作数据表的方法封装起来,放到模型管理器类中。
a)打开booktest/models.py文件,定义方法create。
class bookinfomanager(models.manager): ... #创建模型类,接收参数为属性赋值 def create_book(self, title, pub_date): #创建模型类对象self.model可以获得模型类 book = self.model() book.btitle = title book.bpub_date = pub_date book.bread=0 book.bcommet=0 book.isdelete = false # 将数据插入进数据表 book.save() return book
b)为模型类bookinfo定义管理器books语法如下
class bookinfo(models.model): ... books = bookinfomanager()
c)调用语法如下:
调用:book=bookinfo.books.create_book("abc",date(1980,1,1))
元选项
在模型类中定义类meta,用于设置元信息,如使用db_table自定义表的名字。
数据表的默认名称为:
<app_name>_<model_name> 例: booktest_bookinfo
例:指定bookinfo模型类生成的数据表名为bookinfo。
在bookinfo模型类中添加如下内容,代码如下:
#定义图书模型类bookinfo class bookinfo(models.model): ... #定义元选项 class meta: db_table='bookinfo' #指定bookinfo生成的数据表名为bookinfo
上一篇: 小饭店预约登记管理系统
下一篇: python高级-深浅拷贝(16)