模型与数据库

Posted 2021-01-25 dongshiyi

1 ORM(对象关系映射)
用于实现面向对象编程语言里不同类型系统的数据之间的转换，
换言之，就是用面向对象的方式去操作数据库的创建表以及增删改查等操作。

2 创建模型（表）
实例：我们来假定下面这些概念，字段和关系
作者模型：一个作者有姓名。
作者详细模型：把作者的详情放到详情表，包含性别，email地址和出生日期，作者详情模型和作者模型之间是一对一的关系（one－to－one）
（类似于每个人和他的身份证之间的关系），在大多数情况下我们没有必要将他们拆分成两张表，这里只是引出一对一的概念。
出版商模型：出版商有名称，地址，所在城市，省，国家和网站。
书籍模型：书籍有书名和出版日期，一本书可能会有多个作者，一个作者也可以写多本书，所以作者和书籍的关系就是多对多的关联关系
（many－to－many），一本书只应该由一个出版商出版，所以出版商和书籍是一对多关联关系（one－to－many），也被称作外键。

from django.db import models

# 出版商模型
class Publisher(models.Model):
name = models.CharField(max_length=30, verbose_name="名称")
address = models.CharField("地址", max_length=50)
city = models.CharField(‘城市‘, max_length=60)
state_province = models.CharField(max_length=30)
country = models.CharField(max_length=50)
website = models.URLField()

class Meta:
verbose_name = ‘出版商‘
verbose_name_plural = verbose_name
# 定义返回值
def __str__(self):
return self.name

# 作者模型
class Author(models.Model):
name = models.CharField(max_length=30)

def __str__(self):
return self.name

# 作者详细情况模型
class AuthorDetail(models.Model):
sex = models.BooleanField(max_length=1, choices=((0, ‘男‘), (1, ‘女‘),))
email = models.EmailField()
address = models.CharField(max_length=50)
birthday = models.DateField()
author = models.OneToOneField(Author, on_delete=models.CASCADE)

# 书籍模型
class Book(models.Model):
title = models.CharField(max_length=100)
authors = models.ManyToManyField(Author)
publisher = models.ForeignKey(Publisher, on_delete=models.CASCADE)
publication_date = models.DateField()
price = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2, default=10)

def __str__(self):
return self.title
代码分析：
<1> 每个数据模型都是django.db.models.Model的子类，它的父类Model包含了所有必要的和数据库交互的方法。并提供了一个简介漂亮的定义数据库字段的语法。
<2> 每个模型相当于单个数据库表（多对多关系例外，会多生成一张关系表），每个属性也是这个表中的字段。属性名就是字段名，它的类型（例如CharField）相当于数据库的字段类型（例如varchar）。
<3> 模型之间的三种关系：一对一，一对多，多对多。
一对一：实质就是在主外键（author_id就是foreign key）的关系基础上，给外键加了一个UNIQUE＝True的属性；
一对多：就是主外键关系；（foreign key）
多对多：(ManyToManyField) 自动创建第三张表(当然我们也可以自己创建第三张表：两个foreign key)
<4> 模型常用的字段类型参数：
<1> CharField
#字符串字段, 用于较短的字符串.
#CharField 要求必须有一个参数 maxlength, 用于从数据库层和Django校验层限制该字段所允许的最大字符数
<2> IntegerField
#用于保存一个整数.
<3> FloatField
# 一个浮点数. 必须 提供两个参数:
# 参数 描述
# max_digits 总位数(不包括小数点和符号)
# decimal_places 小数位数
# 举例来说, 要保存最大值为 999 (小数点后保存2位),你要这样定义字段:
# models.FloatField(..., max_digits=5, decimal_places=2)
# 要保存最大值一百万(小数点后保存10位)的话,你要这样定义:
# models.FloatField(..., max_digits=19, decimal_places=10)
# admin 用一个文本框(<input type="text">)表示该字段保存的数据.
<4> AutoField
# 一个 IntegerField, 添加记录时它会自动增长. 你通常不需要直接使用这个字段;
# 自定义一个主键：my_id=models.AutoField(primary_key=True)
# 如果你不指定主键的话,系统会自动添加一个主键字段到你的 model.
<5> BooleanField
# A true/false field. admin 用 checkbox 来表示此类字段
<6> TextField
# 一个容量很大的文本字段.
# admin 用一个 <textarea> (文本区域)表示该字段数据.(一个多行编辑框).
<7> EmailField
# 一个带有检查Email合法性的 CharField,不接受 maxlength 参数
<8> DateField
# 一个日期字段. 共有下列额外的可选参数:
# Argument 描述
# auto_now 当对象被保存时,自动将该字段的值设置为当前时间.通常用于表示 "last-modified" 时间戳.
# auto_now_add 当对象首次被创建时,自动将该字段的值设置为当前时间.通常用于表示对象创建时间.
#（仅仅在admin中有意义...)
<9> DateTimeField
# 一个日期时间字段. 类似 DateField 支持同样的附加选项.
<10> ImageField
# 类似 FileField, 不过要校验上传对象是否是一个合法图片.#它有两个可选参数:height_field和width_field,
# 如果提供这两个参数,则图片将按提供的高度和宽度规格保存.
<11> FileField
# 一个文件上传字段.
#要求一个必须有的参数: upload_to, 一个用于保存上载文件的本地文件系统路径. 这个路径必须包含 strftime #formatting,
#该格式将被上载文件的 date/time
#替换(so that uploaded files don‘t fill up the given directory).
# admin 用一个<input type="file">部件表示该字段保存的数据(一个文件上传部件) .
#注意：在一个 model 中使用 FileField 或 ImageField 需要以下步骤:
#（1）在你的 settings 文件中, 定义一个完整路径给 MEDIA_ROOT 以便让 Django在此处保存上传文件.
# (出于性能考虑,这些文件并不保存到数据库.) 定义MEDIA_URL 作为该目录的公共 URL. 要确保该目录对
# WEB服务器用户帐号是可写的.
#（2） 在你的 model 中添加 FileField 或 ImageField, 并确保定义了 upload_to 选项,以告诉 Django
# 使用 MEDIA_ROOT 的哪个子目录保存上传文件.你的数据库中要保存的只是文件的路径(相对于 MEDIA_ROOT).
# 出于习惯你一定很想使用 Django 提供的 get_<#fieldname>_url 函数.举例来说,如果你的 ImageField
# 叫作 mug_shot, 你就可以在模板中以 {{ object.#get_mug_shot_url }} 这样的方式得到图像的绝对路径.
<12> URLField
# 用于保存 URL. 若 verify_exists 参数为 True (默认), 给定的 URL 会预先检查是否存在( 即URL是否被有效装入且
# 没有返回404响应).
# admin 用一个 <input type="text"> 文本框表示该字段保存的数据(一个单行编辑框)
<13> NullBooleanField
# 类似 BooleanField, 不过允许 NULL 作为其中一个选项. 推荐使用这个字段而不要用 BooleanField 加 null=True 选项
# admin 用一个选择框 <select> (三个可选择的值: "Unknown", "Yes" 和 "No" ) 来表示这种字段数据.
<14> SlugField
# "Slug" 是一个报纸术语. slug 是某个东西的小小标记(短签), 只包含字母,数字,下划线和连字符.#它们通常用于URLs
# 若你使用 Django 开发版本,你可以指定 maxlength. 若 maxlength 未指定, Django 会使用默认长度: 50. #在
# 以前的 Django 版本,没有任何办法改变50 这个长度.
# 这暗示了 db_index=True.
# 它接受一个额外的参数: prepopulate_from, which is a list of fields from which to auto-#populate
# the slug, via javascript,in the object‘s admin form: models.SlugField
# (prepopulate_from=("pre_name", "name"))prepopulate_from 不接受 DateTimeFields.
<13> XMLField
#一个校验值是否为合法XML的 TextField,必须提供参数: schema_path, 它是一个用来校验文本的 RelaxNG schema #的文件系统路径.
<14> FilePathField
# 可选项目为某个特定目录下的文件名. 支持三个特殊的参数, 其中第一个是必须提供的.
# 参数 描述
# path 必需参数. 一个目录的绝对文件系统路径. FilePathField 据此得到可选项目.
# Example: "/home/images".
# match 可选参数. 一个正则表达式, 作为一个字符串, FilePathField 将使用它过滤文件名.
# 注意这个正则表达式只会应用到 base filename 而不是
# 路径全名. Example: "foo.*.txt^", 将匹配文件 foo23.txt 却不匹配 bar.txt 或 foo23.gif.
# recursive可选参数.要么 True 要么 False. 默认值是 False. 是否包括 path 下面的全部子目录.
# 这三个参数可以同时使用.
# match 仅应用于 base filename, 而不是路径全名. 那么,这个例子:
# FilePathField(path="/home/images", match="foo.*", recursive=True)
# ...会匹配 /home/images/foo.gif 而不匹配 /home/images/foo/bar.gif
<15> IPAddressField
# 一个字符串形式的 IP 地址, (i.e. "24.124.1.30").
<16># CommaSeparatedIntegerField
# 用于存放逗号分隔的整数值. 类似 CharField, 必须要有maxlength参数.
<5> Field重要参数
<1> null ： 数据库中字段是否可以为空
<2> blank： django的 Admin 中添加数据时是否可允许空值
<3> default：设定缺省值
<4> editable：如果为假，admin模式下将不能改写。缺省为真
<5> primary_key：设置主键，如果没有设置django创建表时会自动加上：
id = meta.AutoField(‘ID‘, primary_key=True)
primary_key=True implies blank=False, null=False and unique=True. Only one
primary key is allowed on an object.
<6> unique：数据唯一
<7> verbose_name　　Admin中字段的显示名称
<8> validator_list：有效性检查。非有效产生 django.core.validators.ValidationError 错误
<9> db_column，db_index 如果为真将为此字段创建索引
<10>choices：一个用来选择值的2维元组。第一个值是实际存储的值，第二个用来方便进行选择。
如SEX_CHOICES= (( ‘F’,‘Female’),(‘M’,‘Male’),)
gender = models.CharField(max_length=2,choices = SEX_CHOICES)

ORM的增删改查：

增
# 方法一
b = BOOK(name="利用python进行数据分析", price=119, pub_data="2018-07-01", author="Wes McKinney")
b.save()
b1 = BOOK(name="python3网络爬虫开发实战", price=99, pub_data="2018-04-01", author="崔庆才")
b1.save()
# 方法二
BOOK.objects.create(name="linux命令行与shell脚本编程大全", price=109, pub_data="2018-04-21", author="Richard-Blum") # 创建之后即为一个BOOK对象,可直接使用
BOOK.objects.create(**{
"name": "Head First Python", "price": 128,
"pub_data": "2018-04-11", "author": "Paul Barry"
})

删
BOOK.objects.filter(id=1).delete()

改
# 方法一(推荐）
BOOK.objects.filter(author="崔庆才").update(price=77)
# 方法二
b = BOOK.objects.get(name="利用python进行数据分析")
b.pub_data = "2018-01-01"
b.save()

查

惰性机制：
Publisher.objects.all()或者.filter()等都只是返回了一个QuerySet（查询结果集对象），它并不会马上执行sql，而是当调用QuerySet的时候才执行。
QuerySet特点：
<1> 可迭代的
<2> 可切片
单表查询：
# book_list = BOOK.objects.all() # 查询所有书的信息，返回BOOK对象集合的列表，可进行索引，切片
# book_list = BOOK.objects.filter() # 查询所有书的信息，返回BOOK对象集合的列表，可进行索引，切片
# book_list = BOOK.objects.filter(author="路遥") # 查询所有author为路遥的书的信息，返回BOOK对象集合的列表，可进行索引，切片
# book_list = BOOK.objects.filter(author="路遥").count() # 查询author为路遥的书的总数量
# book_list = BOOK.objects.filter(price__gt=100) # 查询价格大于100的书的信息，返回BOOK对象集合的列表，可进行索引，切片
# book_list = BOOK.objects.filter(author="路遥").values("name", "price") # 查询所有author为路遥的书的name和price，返回BOOK对象字典集合的列表，可进行索引，切片
# book_list = BOOK.objects.exclude(author="路遥") # 查询所有author不为路遥的书的信息，返回BOOK对象集合的列表，可进行索引，切片
# book_list = BOOK.objects.all().values("name").distinct() # 查询所有书的name并去除name相同的书信息
# book_list = BOOK.objects.values("name").distinct() 同上
# book_list = BOOK.objects.filter(author="路遥").values_list() # 查询所有author为路遥的书的信息，返回一个BOOK对象元祖集合的列表，如下：
# <QuerySet [(1, ‘平凡的世界‘, 159, datetime.date(2004, 11, 3), ‘路遥‘), (2, ‘人生‘, 89, datetime.date(2011, 11, 10), ‘路遥‘)]>
# book_list = BOOK.objects.order_by(‘-id‘).all() # 查询结果按id大到小排序
# book_list = BOOK.objects.get(id=3) # 查询id为3的书的信息,只能获取单一的值，否则报错，返回BOOK对象
# book_list = BOOK.objects.first() # 查询表中第一条书的信息
# book_list = BOOK.objects[0]
# book_list = BOOK.objects.last() # 查询表中最后一条书的信息
# book_list = BOOK.objects[-1]

多表查询

select_related()方法,参数关联字段，用于连接两张或多张表

一对多查询：
查询人民出版社出版的所有书籍
法一
>>> pub = models.Publisher.objects.filter(name=‘人民出版社‘).first()
>>> book_objs = models.Book.objects.filter(publisher=pub)
>>> print(book_objs)
<QuerySet [<Book: 《倾城之恋》>, <Book: 《朝花夕拾》>, <Book: 《蛙》>, <Book: 《丰乳肥臀》>, <Book: 《半生缘》>]>
法二（正向查询）
>>> book_objs = models.Book.objects.filter(publisher__name=‘人民出版社‘)
>>> print(book_objs)
<QuerySet [<Book: 《倾城之恋》>, <Book: 《朝花夕拾》>, <Book: 《蛙》>, <Book: 《丰乳肥臀》>, <Book: 《半生缘》>]>
法三（反向查询）
>>> pub = models.Publisher.objects.filter(name=‘人民出版社‘).first()
>>> pub.book_set.all() # 一对多，[一.多类名小写_set.all()]
<QuerySet [<Book: 《倾城之恋》>, <Book: 《朝花夕拾》>, <Book: 《蛙》>, <Book: 《丰乳肥臀》>, <Book: 《半生缘》>]>
法四（select_related用法--反向查询的优化方法）
>>> models.Book.objects.select_related(‘publisher‘).filter(publisher__name=‘人民出版社‘).all()
<QuerySet [<Book: 《倾城之恋》>, <Book: 《朝花夕拾》>, <Book: 《蛙》>, <Book: 《丰乳肥臀》>, <Book: 《半生缘》>]>

多对多查询:
# 查询路遥出版的所有书籍
法一
>>> author_obj = models.Author.objects.filter(name=‘路遥‘).first()
>>> author_obj
<Author: 路遥>
>>> models.Book.objects.filter(authors=author_obj)
<QuerySet [<Book: 《平凡的世界》>, <Book: 《人生》>]>
法二
>>> models.Book.objects.filter(authors__name=‘路遥‘)
<QuerySet [<Book: 《平凡的世界》>, <Book: 《人生》>]>
法三（select_related方法）
>>> models.Book.objects.select_related(‘authors‘).filter(authors__name=‘路遥‘).values(‘title‘)
<QuerySet [{‘title‘: ‘《平凡的世界》‘}, {‘title‘: ‘《人生》‘}]>

Q函数和F函数：
# 查询作者为路遥且价格大于70的书籍
>>> models.Book.objects.filter(authors__name=‘路遥‘, price__gt=70)
<QuerySet []>
# 查询作者为路遥或者价格大于70的书籍
>>> from django.db.models import Q
>>> models.Book.objects.filter(Q(authors__name=‘路遥‘)|Q(price__gt=70))
<QuerySet [<Book: 《倾城之恋》>, <Book: 《平凡的世界》>, <Book: 《大秦帝国》>, <Book: 《人生》>, <Book: 《哈利波特》>, <Book: 《悲惨世界》>, <Book: 《活着》>, <Book: 《朝花夕拾》>, <Book: 《半生缘》>]>
查
>>> from django.db.models import F
>>> models.Book.objects.filter(authors__name=‘张爱玲‘).update(price=F(‘price‘)+10)

聚合查询（aggregate方法）和分组查询（annotate方法）
aggregate()是QuerySet 的一个终止子句，意思是说，它返回一个包含一些键值对的字典。键的名称是聚合值的
标识符，值是计算出来的聚合值。键的名称是按照字段和聚合函数的名称自动生成出来的。如果你想要为聚合值指定
一个名称，可以自定义
# 求所有书的平均价格
>>> from django.db.models import Avg,Min,Sum,Max
>>> from MODELS import models
>>> models.Book.objects.all().aggregate(Avg(‘price‘))
{‘price__avg‘: 108.642857}
>>> models.Book.objects.all().aggregate(avg_price=Avg(‘price‘))
{‘avg_price‘: 108.642857}
所有书的最高价格，最低价格，总价
>>> models.Book.objects.all().aggregate(Max(‘price‘),Min(‘price‘),Sum(‘price‘))
{‘price__max‘: Decimal(‘353.00‘), ‘price__min‘: Decimal(‘23.00‘), ‘price__sum‘: Decimal(‘1521.00‘)}
annotate()对内容进行分组，默认对id进行分组
# 查询每个作者所出书籍的平均价
>>> models.Book.objects.values(‘authors__name‘).annotate(Avg(‘price‘))
<QuerySet [{‘authors__name‘: ‘张爱玲‘, ‘price__avg‘: 61.0}, {‘authors__name‘: ‘路遥‘, ‘price__avg‘: 30.5}, {‘authors__name‘: ‘孙皓晖‘, ‘price__avg‘: 123.0}, {‘authors__name‘: ‘余秋雨‘, ‘price__avg‘: 53.0}, {‘auth
ors__name‘: ‘三毛‘, ‘price__avg‘: 64.0}, {‘authors__name‘: ‘莎士比亚‘, ‘price__avg‘: 86.0}, {‘authors__name‘: ‘雨果‘, ‘price__avg‘: 353.0}, {‘authors__name‘: ‘余华‘, ‘price__avg‘: 141.0}, {‘authors__name‘: ‘鲁迅‘
, ‘price__avg‘: 353.0}, {‘authors__name‘: ‘莫言‘, ‘price__avg‘: 43.5}, {‘authors__name‘: None, ‘price__avg‘: 78.0}]>

查询的匹配符：
__exact 精确等于
__iexact 精确等于（忽略大小写）
__contains 模糊匹配
__icontains
filter（name__contains=‘王‘) name属性字段包含’王‘
__gt 大于
filter(age__gt=34) age属性值大于34
__gte 大于等于
__lt 小于
__lte 小于等于
__in 是否在列表中
filter（id__in=[12,34,23])
__startswith
__istartswith
__endswith
__iendswith
__range 在。。。范围内
filter(name__range=‘fkwehgowfwle‘)
__year 日期字段的年份
__month 日期字段的月份
__day 日期字段的日
__isnull 判断是否为空