Django中ORM字段以及字段参数介绍

Posted 2021-01-22 chenjunkan

一：Django中ORM的介绍

1.ORM的概念

对象关系映射（Object Relational Mapping，简称ORM）模式是一种为了解决面向对象与关系数据库存在的互不匹配的现象的技术。

简单的说，ORM是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据，将程序中的对象自动持久化到关系数据库中。

ORM在业务逻辑层和数据库层之间充当了桥梁的作用。

2.ORM的来源

让我们从O/R开始。字母O起源于"对象"(Object),而R则来自于"关系"(Relational)。

几乎所有的软件开发过程中都会涉及到对象和关系数据库。在用户层面和业务逻辑层面，我们是面向对象的。当对象的信息发生变化的时候，我们就需要把对象的信息保存在关系数据库中。

按照之前的方式来进行开发就会出现程序员会在自己的业务逻辑代码中夹杂很多SQL语句用来增加、读取、修改、删除相关数据，而这些代码通常都是重复的。

3.ORM的优势

ORM解决的主要问题是对象和关系的映射。它通常把一个类和一个表一一对应，类的每个实例对应表中的一条记录，类的每个属性对应表中的每个字段。 

ORM提供了对数据库的映射，不用直接编写SQL代码，只需像操作对象一样从数据库操作数据。

让软件开发人员专注于业务逻辑的处理，提高了开发效率。

4.ORM的劣势

ORM的缺点是会在一定程度上牺牲程序的执行效率。

ORM用多了SQL语句就不会写了，关系数据库相关技能退化.

5.ORM的总结

ORM只是一种工具，工具确实能解决一些重复，简单的劳动。这是不可否认的。

但我们不能指望某个工具能一劳永逸地解决所有问题，一些特殊问题还是需要特殊处理的。

但是在整个软件开发过程中需要特殊处理的情况应该都是很少的，否则所谓的工具也就失去了它存在的意义。

二：django中的ORM

1.如何在django中使用mysql数据库？
因为在django中默认的是数据库是sqlite，但是我们在生产中使用的数据库一般以mysql或者其他的数据库为主，因此需要改成mysql的配置

1.1：在Django项目的settings.py文件中，配置数据库连接信息：

 1 DATABASES = {
 2     "default": {
 3         "ENGINE": "django.db.backends.mysql",
 4         "NAME": "你的数据库名称",  # 需要自己手动创建数据库
 5         "USER": "数据库用户名",
 6         "PASSWORD": "数据库密码",
 7         "HOST": "数据库IP",
 8         "POST": 3306
 9     }
10 }

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1.2：在Django项目的__init__.py文件中写如下代码，告诉Django使用pymysql模块连接MySQL数据库:因为python3对于pymysql的支持比较好

1 import pymysql
2 
3 pymysql.install_as_MySQLdb()

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2.model(模型)

在Django中model是你数据的单一、明确的信息来源。它包含了你存储的数据的重要字段和行为。通常，一个模型（model）映射到一个数据库表，

基本情况：

• 每个模型都是一个Python类，它是django.db.models.Model的子类。
• 每个类对应着一张数据表
• 每条记录对应着一个数据对象
• 每个字段对应数据库中的一列

3.快速入门

下面这个例子定义了一个 Person 模型，包含 first_name 和 last_name。

1 from django.db import models
2 
3 class Person(models.Model):
4     first_name = models.CharField(max_length=30)
5     last_name = models.CharField(max_length=30)

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first_name 和 last_name 是模型的字段。每个字段被指定为一个类属性，每个属性映射到一个数据库列。

上面的Person模型将会在数据库中形成：

1 CREATE TABLE myapp_person (
2     "id" serial NOT NULL PRIMARY KEY,
3     "first_name" varchar(30) NOT NULL,
4     "last_name" varchar(30) NOT NULL
5 );

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• 表myapp_person的名称是自动生成的，如果你要自定义表名，需要在model的Meta类中指定 db_table 参数，强烈建议使用小写表名，特别是使用MySQL作为后端数据库时。
• id字段是自动添加的，如果你想要指定自定义主键，只需在其中一个字段中指定 primary_key=True 即可。如果Django发现你已经明确地设置了Field.primary_key，它将不会添加自动ID列。

4.ORM中常用的字段和参数

常用字段

a.AutoFiled：int自增列，必须填入参数 primary_key=True。当model中如果没有自增列，则自动会创建一个列名为id的列。

b.IntegerFiled：一个整数类型,范围在 -2147483648 to 2147483647

c.CharFiled：字符类型。必须提供max_lenth参数

d.DateFiled：日期字段，日期格式  YYYY-MM-DD，相当于Python中的datetime.date()实例

e.DateTimeFiled：日期时间字段，格式 YYYY-MM-DD HH:MM[:ss[.uuuuuu]][TZ]，相当于Python中的datetime.datetime()实例

  1 AutoField(Field)
  2         - int自增列，必须填入参数 primary_key=True
  3 
  4     BigAutoField(AutoField)
  5         - bigint自增列，必须填入参数 primary_key=True
  6 
  7         注：当model中如果没有自增列，则自动会创建一个列名为id的列
  8         from django.db import models
  9 
 10         class UserInfo(models.Model):
 11             # 自动创建一个列名为id的且为自增的整数列
 12             username = models.CharField(max_length=32)
 13 
 14         class Group(models.Model):
 15             # 自定义自增列
 16             nid = models.AutoField(primary_key=True)
 17             name = models.CharField(max_length=32)
 18 
 19     SmallIntegerField(IntegerField):
 20         - 小整数 -32768 ～ 32767
 21 
 22     PositiveSmallIntegerField(PositiveIntegerRelDbTypeMixin, IntegerField)
 23         - 正小整数 0 ～ 32767
 24     IntegerField(Field)
 25         - 整数列(有符号的) -2147483648 ～ 2147483647
 26 
 27     PositiveIntegerField(PositiveIntegerRelDbTypeMixin, IntegerField)
 28         - 正整数 0 ～ 2147483647
 29 
 30     BigIntegerField(IntegerField):
 31         - 长整型(有符号的) -9223372036854775808 ～ 9223372036854775807
 32 
 33     BooleanField(Field)
 34         - 布尔值类型
 35 
 36     NullBooleanField(Field):
 37         - 可以为空的布尔值
 38 
 39     CharField(Field)
 40         - 字符类型
 41         - 必须提供max_length参数， max_length表示字符长度
 42 
 43     TextField(Field)
 44         - 文本类型
 45 
 46     EmailField(CharField)：
 47         - 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证机制
 48 
 49     IPAddressField(Field)
 50         - 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证 IPV4 机制
 51 
 52     GenericIPAddressField(Field)
 53         - 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证 Ipv4和Ipv6
 54         - 参数：
 55             protocol，用于指定Ipv4或Ipv6， ‘both‘,"ipv4","ipv6"
 56             unpack_ipv4， 如果指定为True，则输入::ffff:192.0.2.1时候，可解析为192.0.2.1，开启此功能，需要protocol="both"
 57 
 58     URLField(CharField)
 59         - 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证 URL
 60 
 61     SlugField(CharField)
 62         - 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证支持 字母、数字、下划线、连接符（减号）
 63 
 64     CommaSeparatedIntegerField(CharField)
 65         - 字符串类型，格式必须为逗号分割的数字
 66 
 67     UUIDField(Field)
 68         - 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供对UUID格式的验证
 69 
 70     FilePathField(Field)
 71         - 字符串，Django Admin以及ModelForm中提供读取文件夹下文件的功能
 72         - 参数：
 73                 path,                      文件夹路径
 74                 match=None,                正则匹配
 75                 recursive=False,           递归下面的文件夹
 76                 allow_files=True,          允许文件
 77                 allow_folders=False,       允许文件夹
 78 
 79     FileField(Field)
 80         - 字符串，路径保存在数据库，文件上传到指定目录
 81         - 参数：
 82             upload_to = ""      上传文件的保存路径
 83             storage = None      存储组件，默认django.core.files.storage.FileSystemStorage
 84 
 85     ImageField(FileField)
 86         - 字符串，路径保存在数据库，文件上传到指定目录
 87         - 参数：
 88             upload_to = ""      上传文件的保存路径
 89             storage = None      存储组件，默认django.core.files.storage.FileSystemStorage
 90             width_field=None,   上传图片的高度保存的数据库字段名（字符串）
 91             height_field=None   上传图片的宽度保存的数据库字段名（字符串）
 92 
 93     DateTimeField(DateField)
 94         - 日期+时间格式 YYYY-MM-DD HH:MM[:ss[.uuuuuu]][TZ]
 95 
 96     DateField(DateTimeCheckMixin, Field)
 97         - 日期格式      YYYY-MM-DD
 98 
 99     TimeField(DateTimeCheckMixin, Field)
100         - 时间格式      HH:MM[:ss[.uuuuuu]]
101 
102     DurationField(Field)
103         - 长整数，时间间隔，数据库中按照bigint存储，ORM中获取的值为datetime.timedelta类型
104 
105     FloatField(Field)
106         - 浮点型
107 
108     DecimalField(Field)
109         - 10进制小数
110         - 参数：
111             max_digits，小数总长度
112             decimal_places，小数位长度
113 
114     BinaryField(Field)
115         - 二进制类型

View Code

ORM字段与数据库实际字段的对应关系：

 1 对应关系：
 2     ‘AutoField‘: ‘integer AUTO_INCREMENT‘,
 3     ‘BigAutoField‘: ‘bigint AUTO_INCREMENT‘,
 4     ‘BinaryField‘: ‘longblob‘,
 5     ‘BooleanField‘: ‘bool‘,
 6     ‘CharField‘: ‘varchar(%(max_length)s)‘,
 7     ‘CommaSeparatedIntegerField‘: ‘varchar(%(max_length)s)‘,
 8     ‘DateField‘: ‘date‘,
 9     ‘DateTimeField‘: ‘datetime‘,
10     ‘DecimalField‘: ‘numeric(%(max_digits)s, %(decimal_places)s)‘,
11     ‘DurationField‘: ‘bigint‘,
12     ‘FileField‘: ‘varchar(%(max_length)s)‘,
13     ‘FilePathField‘: ‘varchar(%(max_length)s)‘,
14     ‘FloatField‘: ‘double precision‘,
15     ‘IntegerField‘: ‘integer‘,
16     ‘BigIntegerField‘: ‘bigint‘,
17     ‘IPAddressField‘: ‘char(15)‘,
18     ‘GenericIPAddressField‘: ‘char(39)‘,
19     ‘NullBooleanField‘: ‘bool‘,
20     ‘OneToOneField‘: ‘integer‘,
21     ‘PositiveIntegerField‘: ‘integer UNSIGNED‘,
22     ‘PositiveSmallIntegerField‘: ‘smallint UNSIGNED‘,
23     ‘SlugField‘: ‘varchar(%(max_length)s)‘,
24     ‘SmallIntegerField‘: ‘smallint‘,
25     ‘TextField‘: ‘longtext‘,
26     ‘TimeField‘: ‘time‘,
27     ‘UUIDField‘: ‘char(32)‘,

View Code

字段参数：

a.null：用于表示某个字段可以为空

b.unique：如果设置为unique=True 则该字段在此表中必须是唯一的

c.db_index：如果db_index=True 则代表着为此字段设置数据库索引

d.default：为该字段设置默认值

时间字段独有的：DatetimeField、DateField、TimeField这个三个时间字段，都可以设置如下属性

a.auto_now_add：配置auto_now_add=True，创建数据记录的时候会把当前时间添加到数据库。

b.auto_now：配置上auto_now=True，每次更新数据记录的时候会更新该字段。

5.关系字段

5.1：ForeignKey

外键类型在ORM中用来表示外键关联关系，一般把ForeignKey字段设置在 ‘一对多‘中‘多‘的一方。ForeignKey可以和其他表做关联关系同时也可以和自身做关联关系。

字段参数：

to：设置要关联的表

to_filed：设置要关联的表的字段

related_filed：反向操作时，使用的字段名，用于代替原反向查询时的‘表名_set‘

例如：

1 class Classes(models.Model):
2     name = models.CharField(max_length=32)
3 
4 class Student(models.Model):
5     name = models.CharField(max_length=32)
6     theclass = models.ForeignKey(to="Classes")

View Code

一个班级里面会有多个学生，那么外键字段应该放在多的一方

当我们要查询某个班级关联的所有学生（反向查询）时，我们会这么写：

models.Classes.objects.first().student_set.all()

当我们在ForeignKey字段中添加了参数 related_name 后，

1 class Student(models.Model):
2     name = models.CharField(max_length=32)
3     theclass = models.ForeignKey(to="Classes", related_name="students")

View Code

当我们要查询某个班级关联的所有学生（反向查询）时，我们会这么写：

models.Classes.objects.first().students.all()

on_delete：当删除关联表中的数据时，当前表与其关联的行的行为。

models.CASCADE

删除关联数据，与之关联也删除

models.DO_NOTHING
删除关联数据，引发错误IntegrityError

models.PROTECT
删除关联数据，引发错误ProtectedError

models.SET_NULL
删除关联数据，与之关联的值设置为null（前提FK字段需要设置为可空）

models.SET_DEFAULT
删除关联数据，与之关联的值设置为默认值（前提FK字段需要设置默认值）

models.SET

删除关联数据，
a. 与之关联的值设置为指定值，设置：models.SET(值)
b. 与之关联的值设置为可执行对象的返回值，设置：models.SET(可执行对象)

1 def func():
2     return 10
3 
4 class MyModel(models.Model):
5     user = models.ForeignKey(
6         to="User",
7         to_field="id"，
8         on_delete=models.SET(func)
9     )

View Code

 db_constraint：是否在数据库中创建外键约束，默认为True

5.2：OneToOneField

一对一字段。

通常一对一字段用来扩展已有字段。

示例：一对一的关联关系多用在当一张表的不同字段查询频次差距过大的情况下，将本可以存储在一张表的字段拆开放置在两张表中，然后将两张表建立一对一的关联关系。

1 class Author(models.Model):
2     name = models.CharField(max_length=32)
3     info = models.OneToOneField(to=‘AuthorInfo‘)
4     
5 
6 class AuthorInfo(models.Model):
7     phone = models.CharField(max_length=11)
8     email = models.EmailField()
9  

View Code

字段参数：

to：设置要关联的表

to_filed：设置要关联的字段

on_delete：同外键关联关系

5.3：ManyToMany

用于表示多对多的关联关系。在数据库中通过第三张表来建立关联关系

字段参数：

to：设置要关联的字段

related_name：同ForeignKey字段

symmetrical：仅用于多对多自关联时，指定内部是否创建反向操作的字段。默认为True

举例：

1 class Person(models.Model):
2     name = models.CharField(max_length=16)
3     friends = models.ManyToManyField("self")

View Code

此时，person对象就没有person_set属性

1 class Person(models.Model):
2     name = models.CharField(max_length=16)
3     friends = models.ManyToManyField("self", symmetrical=False)

View Code

此时，person对象现在就可以使用person_set属性进行反向查询

through：在使用ManyToManyField字段时，Django将自动生成一张表来管理多对多的关联关系。但我们也可以手动创建第三张表来管理多对多关系，此时就需要通过through来指定第三张表的表名。也就是"中介模型"

through_fileds：设置关联的字段

db_table：默认创建第三张表时，数据库中表的名称

多对多关系创建表的三种方式：

a.通过外键关系自行创建第三张表

 1 class Book(models.Model):
 2     title = models.CharField(max_length=32, verbose_name="书名")
 3 
 4 
 5 class Author(models.Model):
 6     name = models.CharField(max_length=32, verbose_name="作者姓名")
 7 
 8 
 9 # 自己创建第三张表，分别通过外键关联书和作者
10 class Author2Book(models.Model):
11     author = models.ForeignKey(to="Author")
12     book = models.ForeignKey(to="Book")
13 
14     class Meta:
15         unique_together = ("author", "book")

View Code

b.通过ManyToManyField字段自动创建第三张表

1 class Book(models.Model):
2     title = models.CharField(max_length=32, verbose_name="书名")
3 
4 
5 # 通过ORM自带的ManyToManyField自动创建第三张表
6 class Author(models.Model):
7     name = models.CharField(max_length=32, verbose_name="作者姓名")
8     books = models.ManyToManyField(to="Book", related_name="authors")

View Code

c.设置ManyTomanyField并指定自行创建的第三张表

 1 class Book(models.Model):
 2     title = models.CharField(max_length=32, verbose_name="书名")
 3 
 4 
 5 # 自己创建第三张表，并通过ManyToManyField指定关联
 6 class Author(models.Model):
 7     name = models.CharField(max_length=32, verbose_name="作者姓名")
 8     books = models.ManyToManyField(to="Book", through="Author2Book", through_fields=("author", "book"))
 9     # through_fields接受一个2元组（‘field1‘，‘field2‘）：
10     # 其中field1是定义ManyToManyField的模型外键的名（author），field2是关联目标模型（book）的外键名。
11 
12 
13 class Author2Book(models.Model):
14     author = models.ForeignKey(to="Author")
15     book = models.ForeignKey(to="Book")
16 
17     class Meta:
18         unique_together = ("author", "book")

View Code

注意：

当我们需要在第三张关系表中存储额外的字段时，就要使用第三种方式。

但是当我们使用第三种方式创建多对多关联关系时，就无法使用set、add、remove、clear方法来管理多对多的关系了，需要通过第三张表的model来管理多对多关系。

6.元信息

ORM对应的类里面包含另一个Meta类，而Meta类封装了一些数据库的信息。主要字段如下:

a.db_table：ORM在数据库中的表名默认是 app_类名，可以通过db_table可以重写表名

b.index_together：联合索引

c.unique_together：联合唯一索引

d.ordering：指定默认按什么字段排序。只有设置了该属性，我们查询到的结果才可以被reverse()。