python利用元類和描述器實(shí)現(xiàn)ORM模型的詳細(xì)步驟

更新時(shí)間：2021年11月24日 15:42:16 作者：馬兒不會(huì)跑

Python中的類與數(shù)據(jù)庫之間的映射，對(duì)數(shù)據(jù)的操作就不用編寫SQL語言了，因?yàn)槎挤庋b好了，比如你想插入一條數(shù)據(jù)，你就直接創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象即可，下面通過本文學(xué)習(xí)下python利用元類和描述器實(shí)現(xiàn)ORM模型的詳細(xì)步驟，感興趣的朋友一起看看吧

ORM模型：

ORM模型對(duì)于后端開發(fā)來說肯定是不陌生的，包括很多后端框架比如django，現(xiàn)在都自帶這個(gè)模型了
ORM（Object Relational Mapping）對(duì)象關(guān)系映射
Python中的類與數(shù)據(jù)庫之間的映射，對(duì)數(shù)據(jù)的操作就不用編寫SQL語言了，因?yàn)槎挤庋b好了，比如你想插入一條數(shù)據(jù)，你就直接創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象即可，

類名 ------->>>> 數(shù)據(jù)庫中的表名

屬性 ------->>>> 數(shù)據(jù)庫中的字段

對(duì)象 ------->>>> 數(shù)據(jù)庫中的一行數(shù)據(jù)

大致就是上面的映射關(guān)系

ORM實(shí)現(xiàn)步驟：

1、利用描述器實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫字段的類型、長(zhǎng)度限制
2、實(shí)現(xiàn)模型類，也就是創(chuàng)建一張表并定義字段
3、利用元類實(shí)現(xiàn)映射關(guān)系

元類：

1.實(shí)例對(duì)象是通過類來創(chuàng)建，那類又是通過什么創(chuàng)建的呢？python中所有的類都是通過元類來創(chuàng)建類，且這個(gè)元類只有一個(gè)那就是type；

class Test:
    pass

t = Test()
print(type(Test))  #類是通過元類type創(chuàng)建
print(type(t))  #實(shí)例對(duì)象是通過類創(chuàng)建
#輸出-----------------------
<class 'type'>
<class '__main__.Test'>

2.除了通過class關(guān)鍵字創(chuàng)建類，我們也可以通過元類type來創(chuàng)建類，type作為python的內(nèi)置函數(shù)，其實(shí)他也是一個(gè)類，他有兩個(gè)作用：
1.傳入一個(gè)變量，返回這個(gè)變量的類型；
2.創(chuàng)建類時(shí)，第一個(gè)參數(shù)傳入類名，第二個(gè)參數(shù)傳入一個(gè)元祖，指定父類，第三個(gè)參數(shù)傳入字典設(shè)置類的屬性或方法；

#通過元類來創(chuàng)建類
test1 = type("test2",(object,),{"name":"xiaoming"})
t1 = test1()

print(type(test1))
print(type(t1))
#輸出---------------
<class 'type'>
<class '__main__.test2'>

自定義元類：

1.自定義一個(gè)元類，這個(gè)元類必須繼承type，用這個(gè)元類創(chuàng)建類時(shí)，必須使用metaclass指定他的元類；

class MetaClass(type):
    """自定義一個(gè)元類，這個(gè)元類必須繼承type，用這個(gè)元類創(chuàng)建類時(shí)，必須使用metaclass指定他的元類"""
    def __new__(cls, name, bases, dic, *args, **kwargs):
        return super().__new__(cls, name, bases, dic)

class Test(metaclass = MetaClass):
    name = "xiaoming"

print(type(Test))
#輸出----------------
<class '__main__.MetaClass'>  #可以看到此時(shí)這個(gè)類創(chuàng)建是用我們自定義的元類創(chuàng)建的，而不是type創(chuàng)建的

描述器：

1.描述器的定義，只要一個(gè)類中實(shí)現(xiàn)了__get__、set、__delete__中的一個(gè)或幾個(gè)，這個(gè)類的實(shí)例就可以叫描述器，那描述器有神么作用呢，在我們給描述器設(shè)置屬性時(shí)，一定會(huì)調(diào)用描述器里面的—set—方法，那我們?cè)谠O(shè)置屬性之前是不是可以在set方法里面，做一些手腳，比如校驗(yàn)這個(gè)屬性長(zhǎng)度，類型等等，如果不符合要求那就拋錯(cuò)，如果符合那就設(shè)置成功；

class Describer:
"""
這是一個(gè)描述器，描述器一般不直接實(shí)例化對(duì)象，而是在另一個(gè)類里，給他設(shè)置屬性
"""

    def __set__(self, instance, value):
        print("設(shè)置屬性的時(shí)候會(huì)被調(diào)用")
        self.value = value

    def __get__(self, instance, owner):
        print("獲取屬性的時(shí)候會(huì)被調(diào)用")
        return self.value

    def __delete__(self, instance):
        print("刪除屬性的時(shí)候會(huì)被調(diào)用")
        self.value = None


class Test:
    name = Describer()

t = Test()
t.name = "xiaoming"  #給描述器設(shè)置一個(gè)類屬性
print(t.name)  #獲取一個(gè)類屬性
#輸出---------------
設(shè)置屬性的時(shí)候會(huì)被調(diào)用
獲取屬性的時(shí)候會(huì)被調(diào)用
xiaoming

利用描述器實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫字段的類型、長(zhǎng)度限制

設(shè)置屬性一定會(huì)調(diào)用描述器里面的—set—方法，再設(shè)置屬性之前校驗(yàn)這個(gè)屬性長(zhǎng)度，類型等等，如果不符合要求那就拋錯(cuò)，如果符合那就設(shè)置成功；

class BaseFiled:#為什么要先定義一個(gè)父類呢，一會(huì)我們改造元類的時(shí)候會(huì)用到
    pass


class CharFiled(BaseFiled):
    """定義一個(gè)字符串的類型限制"""

    def __init__(self, length=10):
        self.length = length

    def __set__(self, instance, value):
        if isinstance(value, str):
            if len(value) <= self.length:
                self.value = value
            else:
                raise ValueError("length can not exceed {}".format(self.length))
        else:
            raise TypeError("need a str")

    def __get__(self, instance, owner):
        return self.value

    def __delete__(self, instance):
        self.value = None


class IntFiled(BaseFiled):
    """定義一個(gè)數(shù)值的類型限制"""

    def __set__(self, instance, value):
        if isinstance(value, int):

            self.value = value
        else:
            raise TypeError("need a int")

    def __get__(self, instance, owner):
        return self.value

    def __delete__(self, instance):
        self.value = None

實(shí)現(xiàn)模型類，也就是創(chuàng)建一張表并定義字段：

模型類，這些字段是通過描述器來進(jìn)行長(zhǎng)度和類型校驗(yàn)的

class User():
"""這是一個(gè)模型類,相當(dāng)于定義了一個(gè)表名是User的表，表有三個(gè)字段name，age，love"""
    name = CharFiled()
    age = IntFiled()
    love = CharFiled(length=50)

如果是這樣的話我們給這個(gè)類實(shí)例化的時(shí)候，需要這樣傳值：

t1 = User()
t1.name = "xiaoming"
t1.age = 18
t1.love = "single"

如果我們需要一次性傳入三個(gè)值得話，那就需要一個(gè)__init__來接收，但是模型類一般里面不定義init，所以我們可以給他找個(gè)父類，然后讓他繼承父類的init，這樣我們就可以一次傳入多個(gè)值，并且參數(shù)個(gè)數(shù)也不限定，優(yōu)化如下：

class BaseMode():

    def __init__(self, **kwargs):
        """
        由于每一個(gè)模型類（也就是數(shù)據(jù)庫表）的屬性個(gè)數(shù)不一致，所以我們需要定義一個(gè)父類來進(jìn)行定義初始化的屬性
        :param kwargs:
        """
        for k, v in kwargs.items():   # 遍歷傳進(jìn)來的所有屬性
            setattr(self, k, v)   # 拿到這些屬性后對(duì)self（也就是類本身）進(jìn)行設(shè)置屬性

class User(BaseMode):
"""第一個(gè)模型類"""
    name = CharFiled()
    age = IntFiled()
    love = CharFiled(length=50)

t1 = User(name= "xiaoming",age=18,love="xxx")#現(xiàn)在我們就可以一次傳入多個(gè)值，并且參數(shù)個(gè)數(shù)也不限定

class Oder(BaseMode):
    """第二個(gè)模型類"""
    id = CharFiled()
    count = IntFiled()
    
t2 = Oder(id ="a1",count = 123)

利用元類實(shí)現(xiàn)模型類和數(shù)據(jù)庫映射關(guān)系：

其實(shí)就是創(chuàng)建模型類的時(shí)候，提取模型類的類名作為表名，提取模型類的屬性作為字段名，存儲(chǔ)在模型類的類屬性里，然后備用，代碼如下：

class MetaClass(type):
    """自定義一個(gè)元類，這個(gè)元類必須繼承type，用這個(gè)元類創(chuàng)建類時(shí)，必須使用meteclass指定他的元類"""
    def __new__(cls, name, bases, dic, *args, **kwargs):
        if name == "BaseMode":   # （User，Oder，BaserMode都指定了用這個(gè)元類）我們的目的是對(duì)模型類（User，Oder）進(jìn)行提取操作，不對(duì)BaserMode進(jìn)行操作，所以先判斷類名是否為BaseMode，如果是則直接使用元類創(chuàng)建類，不需要提取
            return super().__new__(cls, name, bases, dic)
        else:
            table_name = name.lower()  # 提取表名，即模型類的類名，將表名變成小寫
            filed_dic = {}   # 定義一個(gè)空的列表，用來裝dic中（dic中的屬性就是模型類里面我們寫的字段）屬于BaseFiled類型的屬性，因?yàn)閐ic中會(huì)有其他創(chuàng)建類時(shí)自動(dòng)生成的屬性（例如__開頭的一些），這些屬性我們沒必要去建立映射關(guān)系，所以需要將其剔除掉
            for k, v in dic.items():
                if isinstance(v,BaseFiled):
                    filed_dic[k] = v
            dic["t_name"] = table_name    # 給dic新加一個(gè)t_name的屬性，將表名添加到dic中，實(shí)現(xiàn)類名與表名的映射關(guān)系
            dic["filed_dict"] = filed_dic  # 給dic新加一個(gè)filed_dict的屬性，將屬于BaseFiled類型的屬性給添加到dic中，實(shí)現(xiàn)屬性與字段的映射關(guān)系
        return super().__new__(cls, name, bases,dic)

**創(chuàng)建模型類的時(shí)候，利用給他指定元類，提取了表名和字段名，我們具體要怎么用呢？**我們可以在模型類的父類里面定義一個(gè)save方法，然后用這些字段寫sql，在我們創(chuàng)建模型類的實(shí)例后，就調(diào)用這個(gè)save方法，即可向數(shù)據(jù)庫插入一條數(shù)據(jù)了，如下：

class BaseMode(metaclass=MetaClass):

    def __init__(self, **kwargs):
        """
        由于每一個(gè)模型類（也就是數(shù)據(jù)庫表）的屬性個(gè)數(shù)不一致，所以我們需要定義一個(gè)父類來進(jìn)行定義初始化的屬性
        :param kwargs:
        """
        for k, v in kwargs.items():   # 遍歷傳進(jìn)來的所有屬性
            setattr(self, k, v)   # 拿到這些屬性后對(duì)self（也就是類本身）進(jìn)行設(shè)置屬性

    def save(self):
        """生成SQL語句"""
        # 獲取表名
        table_name = self.t_name
        # 獲取所有的屬性
        fileds = self.filed_dict
        dic = {}  # 定義一個(gè)空字典，用來裝屬性名和屬性值
        for k, v in fileds.items():
            value = getattr(self, k)
            dic[k] = value
        sql = "insert into {} values{}".format(table_name, tuple(dic.values()))
        print(sql)
        return sql

class User(BaseMode):
    name = CharFiled()
    age = IntFiled()
    love = CharFiled(length=50)


class Oder(BaseMode):
    """第二個(gè)模型類"""
    id = CharFiled()
    count = IntFiled()

t2 = Oder(id ="a1",count = 123)#實(shí)例化模型類，并調(diào)用save方法，即可向數(shù)據(jù)庫插入數(shù)據(jù)
t2.save()

t1 = User(name= "xiaoming",age=18,love="xxx")
t1.save()
#輸出-----------------------
insert into oder values('a1', 123)
insert into user values('xiaoming', 18, 'xxx')

至此我們的一個(gè)簡(jiǎn)單的ORM模型就定義好了，我們只需要理解原理即可，因?yàn)橐粋€(gè)成熟的后端框架都有現(xiàn)成的ORM模型，例如django和flask都自帶的有，最后再附上全部代碼，如果有幫到你，能點(diǎn)個(gè)贊嗎，謝謝咯~~~

class MetaClass(type):
    """自定義一個(gè)元類，這個(gè)元類必須繼承type，用這個(gè)元類創(chuàng)建類時(shí)，必須使用meteclass指定他的元類"""
    def __new__(cls, name, bases, dic, *args, **kwargs):
        if name == "BaseMode":   # （User，Oder，BaserMode都指定了用這個(gè)元類）我們的目的是對(duì)模型類（User，Oder）進(jìn)行提取操作，不對(duì)BaserMode進(jìn)行操作，所以先判斷類名是否為BaseMode，如果是則直接使用元類創(chuàng)建類，不需要提取
            return super().__new__(cls, name, bases, dic)
        else:
            table_name = name.lower()  # 提取表名，即模型類的類名，將表名變成小寫
            filed_dic = {}   # 定義一個(gè)空的列表，用來裝dic中（dic中的屬性就是模型類里面我們寫的字段）屬于BaseFiled類型的屬性，因?yàn)閐ic中會(huì)有其他創(chuàng)建類時(shí)自動(dòng)生成的屬性（例如__開頭的一些），這些屬性我們沒必要去建立映射關(guān)系，所以需要將其剔除掉
            for k, v in dic.items():
                if isinstance(v,BaseFiled):
                    filed_dic[k] = v
            dic["t_name"] = table_name    # 給dic新加一個(gè)t_name的屬性，將表名添加到dic中，實(shí)現(xiàn)類名與表名的映射關(guān)系
            dic["filed_dict"] = filed_dic  # 給dic新加一個(gè)filed_dict的屬性，將屬于BaseFiled類型的屬性給添加到dic中，實(shí)現(xiàn)屬性與字段的映射關(guān)系
        return super().__new__(cls, name, bases,dic)


class BaseFiled:
    pass


class CharFiled(BaseFiled):
    """定義一個(gè)字符串的類型限制"""

    def __init__(self, length=10):
        self.length = length

    def __set__(self, instance, value):
        if isinstance(value, str):
            if len(value) <= self.length:
                self.value = value
            else:
                raise ValueError("length can not exceed {}".format(self.length))
        else:
            raise TypeError("need a str")

    def __get__(self, instance, owner):
        return self.value

    def __delete__(self, instance):
        self.value = None


class IntFiled(BaseFiled):
    """定義一個(gè)數(shù)值的類型限制"""

    def __set__(self, instance, value):
        if isinstance(value, int):

            self.value = value
        else:
            raise TypeError("need a int")

    def __get__(self, instance, owner):
        return self.value

    def __delete__(self, instance):
        self.value = None

class BaseMode(metaclass=MetaClass):

    def __init__(self, **kwargs):
        """
        由于每一個(gè)模型類（也就是數(shù)據(jù)庫表）的屬性個(gè)數(shù)不一致，所以我們需要定義一個(gè)父類來進(jìn)行定義初始化的屬性
        :param kwargs:
        """
        for k, v in kwargs.items():   # 遍歷傳進(jìn)來的所有屬性
            setattr(self, k, v)   # 拿到這些屬性后對(duì)self（也就是類本身）進(jìn)行設(shè)置屬性

    def save(self):
        """生成SQL語句"""
        # 獲取表名
        table_name = self.t_name
        # 獲取所有的屬性
        fileds = self.filed_dict
        dic = {}  # 定義一個(gè)空字典，用來裝屬性名和屬性值
        for k, v in fileds.items():
            value = getattr(self, k)
            dic[k] = value
        sql = "insert into {} values{}".format(table_name, tuple(dic.values()))
        print(sql)
        return sql

class User(BaseMode):
    name = CharFiled()
    age = IntFiled()
    love = CharFiled(length=50)


class Oder(BaseMode):
    """第二個(gè)模型類"""
    id = CharFiled()
    count = IntFiled()

t2 = Oder(id ="a1",count = 123)
t2.save()

t1 = User(name= "xiaoming",age=18,love="xxx")
t1.save()

到此這篇關(guān)于python利用元類和描述器實(shí)現(xiàn)ORM模型的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python ORM模型內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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