Django中的ORM詳解(最新推薦)
Django 的 ORM(Object-Relational Mapping,對象關系映射)是 Django 框架提供的數據庫抽象層,允許開發(fā)者使用 Python 代碼操作數據庫,而無需直接編寫 SQL 語句。它提供了一種高效、直觀的方式來管理數據庫模型和查詢數據。
1 ORM介紹
1.1 ORM概念
對象關系映射(Object Relational Mapping,簡稱ORM)模式是一種為了解決面向對象與關系數據庫存在的互不匹配的現(xiàn)象的技術。
簡單的說,ORM是通過使用描述對象和數據庫之間映射的元數據,將程序中的對象自動持久化到關系數據庫中。
ORM在業(yè)務邏輯層和數據庫層之間充當了橋梁的作用。
1.2 ORM由來
讓我們從O/R開始。字母O起源于"對象"(Object),而R則來自于"關系"(Relational)。
幾乎所有的軟件開發(fā)過程中都會涉及到對象和關系數據庫。在用戶層面和業(yè)務邏輯層面,我們是面向對象的。當對象的信息發(fā)生變化的時候,我們就需要把對象的信息保存在關系數據庫中。
按照之前的方式來進行開發(fā)就會出現(xiàn)程序員會在自己的業(yè)務邏輯代碼中夾雜很多SQL語句用來增加、讀取、修改、刪除相關數據,而這些代碼通常都是重復的。
1.3 ORM的優(yōu)勢和劣勢
1.3.1ORM的優(yōu)勢
ORM解決的主要問題是對象和關系的映射。它通常把一個類和一個表一一對應,類的每個實例對應表中的一條記錄,類的每個屬性對應表中的每個字段。
ORM提供了對數據庫的映射,不用直接編寫SQL代碼,只需像操作對象一樣從數據庫操作數據。
讓軟件開發(fā)人員專注于業(yè)務邏輯的處理,提高了開發(fā)效率。
1.3.2 ORM的劣勢
ORM的缺點是會在一定程度上犧牲程序的執(zhí)行效率。
ORM用多了SQL語句就不會寫了,關系數據庫相關技能退化…
1.4 ORM總結
ORM只是一種工具,工具確實能解決一些重復,簡單的勞動。這是不可否認的。
但我們不能指望某個工具能一勞永逸地解決所有問題,一些特殊問題還是需要特殊處理的。
但是在整個軟件開發(fā)過程中需要特殊處理的情況應該都是很少的,否則所謂的工具也就失去了它存在的意義。
2 Django models常用字段
2.1 Django models常用字段
from django.db import models class ForeignKey(models.Model): pass class ForeignMany(models.Model): pass class Event(models.Model): # int自增列,必須填入參數 primary_key=True。當model中沒有指定主鍵,django自動會創(chuàng)建一個列名為id的列,做為主鍵。 a = models.AutoField(primary_key=True) # 主鍵 # 最常用的字段,必須指定max_length字符長度 b = models.CharField(max_length=24, null=False) # 項目名稱 # 布爾型和NullBooleanField有區(qū)別,True/False,本類型不允許出現(xiàn)null。 c = models.BooleanField(default=True) # 是否有效 # 可以為null的布爾型 d = models.NullBooleanField(default=True) # 是否顯示 # json類型 e = models.JSONField() # 事件明細 # UUID f = models.UUIDField() # 小整數 - 32768 ~ 32767 g = models.SmallIntegerField() # 正小整數 0 ~ 32767 h = models.PositiveSmallIntegerField() # 整數列(有符號的) -2147483648 ~ 2147483647 i = models.IntegerField() # 正整數 0 ~ 2147483647 j = models.PositiveIntegerField() # 長整型(有符號的) -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807 k = models.BigIntegerField() # 長整數,時間間隔,數據庫中按照bigint存儲,ORM中獲取的值為datetime.timedelta類型 l = models.DurationField() # 浮點型 m = models.FloatField() # 金額型->100.12 n = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2) # 二進制類型 o = models.BinaryField() # 一對多 p = models.ForeignKey(to=ForeignKey, # 關聯(lián)那張表 to_field='project_id', # 關聯(lián)表的那個字段,可以不指定,不指定就和關聯(lián)表的主鍵關聯(lián) db_constraint=False, # 是否生成外鍵約束(默認為True) related_name="_project_id", # 反向查詢名稱 on_delete=models.PROTECT, # 關聯(lián)刪除選項 db_column='project_id', # 設置表中的名稱 help_text='關聯(lián)到Event表的project_id', # 說明字段,會顯示在admin后臺,不會同步到數據庫 ) # 一對一,和一對多系統(tǒng),只是默認加了unique=True q = models.OneToOneField(to=ForeignKey, # 關聯(lián)那張表 to_field='project_id', # 關聯(lián)表的那個字段,可以不指定,不指定就和關聯(lián)表的主鍵關聯(lián) db_constraint=False, # 是否生成外鍵約束(默認為True) related_name="_project_id", # 反向查詢名稱 on_delete=models.PROTECT, # 關聯(lián)刪除選項 db_column='project_id', # 設置表中的名稱 help_text='關聯(lián)到Event表的project_id', # 說明字段,會顯示在admin后臺,不會同步到數據庫 ) # 多對多 # 手動創(chuàng)建第三張表,雖然可以使用orm的查詢方法,但不支持使用add(), set(), remove(), clear() r = models.ManyToManyField(to='ForeignKey', # 關聯(lián)那張表,也就是說和那張表關聯(lián) through='ForeignMany', # 自定義第三張表,可以不設置,不設置Django就自動生成第三張表 through_fields=('book', 'author') # 自定義第三張表中,那個二個字段管理主表和關聯(lián)表,可以不設置 ) # 創(chuàng)建時間,創(chuàng)建數據記錄的時候會把當前時添加到數據庫。 s = models.DateTimeField(auto_now_add=True) # 修改時間,每次更新數據記錄的時候會更新該字段。 t = models.DateTimeField(auto_now=True) class Meta: # 模型在數據庫中的表名默認是 APP名稱_類名,可以通過db_table重新默認值,相當于指定模型在數據庫中的表明 db_table = 'project_event'
2.2 Django models字段參數 null
用于表示某個字段可以為空。
unique
如果設置為unique=True 則該字段在此表中必須是唯一的 。
db_index
如果db_index=True 則代表著為此字段設置數據庫索引。
default
為該字段設置默認值。
auto_now_add
時間字段獨有,DatetimeField、DateField、TimeField這個三個時間字段,都可以設置如下屬性。
配置auto_now_add=True,創(chuàng)建數據記錄的時候會把當前時間添加到數據庫。
auto_now
時間字段獨有,DatetimeField、DateField、TimeField這個三個時間字段,都可以設置如下屬性。
配置上auto_now=True,每次更新數據記錄的時候會更新該字段。
2.3 Django models關系字段
2.3.1 ForeignKey
外鍵類型在ORM中用來表示外鍵關聯(lián)關系,一般把ForeignKey字段設置在 '一對多’中’多’的一方。
ForeignKey可以和其他表做關聯(lián)關系同時也可以和自身做關聯(lián)關系。
字段參數
to
設置要關聯(lián)的表
to_field
設置要關聯(lián)的表的字段
related_name
反向操作時,使用的字段名,用于代替原反向查詢時的’表名_set’。
例如:
class Classes(models.Model): name = models.CharField(max_length=32) class Student(models.Model): name = models.CharField(max_length=32) theclass = models.ForeignKey(to="Classes")
當我們要查詢某個班級關聯(lián)的所有學生(反向查詢)時,我們會這么寫:
models.Classes.objects.first().student_set.all()
當我們在ForeignKey字段中添加了參數 related_name 后,
class Student(models.Model): name = models.CharField(max_length=32) theclass = models.ForeignKey(to="Classes", related_name="students")
當我們要查詢某個班級關聯(lián)的所有學生(反向查詢)時,我們會這么寫:
models.Classes.objects.first().students.all()
related_query_name
反向查詢操作時,使用的連接前綴,用于替換表名。
on_delete
當刪除關聯(lián)表中的數據時,當前表與其關聯(lián)的行的行為。
參數 | 操作 |
---|---|
models.CASCADE | 刪除關聯(lián)數據,與之關聯(lián)也刪除 |
models.DO_NOTHING | 刪除關聯(lián)數據,引發(fā)錯誤IntegrityError |
models.PROTECT | 刪除關聯(lián)數據,引發(fā)錯誤ProtectedError |
models.SET_NULL | 刪除關聯(lián)數據,與之關聯(lián)的值設置為null(前提FK字段需要設置為可空) |
models.SET_DEFAULT | 刪除關聯(lián)數據,與之關聯(lián)的值設置為默認值(前提FK字段需要設置默認值) |
models.SET | 刪除關聯(lián)數據, a. 與之關聯(lián)的值設置為指定值,設置:models.SET(值) b. 與之關聯(lián)的值設置為可執(zhí)行對象的返回值,設置:models.SET(func():return 10) |
db_constraint
是否在數據庫中創(chuàng)建外鍵約束,默認為True。
2.3.2 OneToOneField
一對一字段。
通常一對一字段用來擴展已有字段。
一對一的關聯(lián)關系多用在當一張表的不同字段查詢頻次差距過大的情況下,將本可以存儲在一張表的字段拆開放置在兩張表中,然后將兩張表建立一對一的關聯(lián)關系。
字段參數
to
設置要關聯(lián)的表。
to_field
設置要關聯(lián)的字段。
on_delete
同F(xiàn)oreignKey字段。
2.3.3 ManyToManyField
用于表示多對多的關聯(lián)關系。在數據庫中通過第三張表來建立關聯(lián)關系。
字段參數
to
設置要關聯(lián)的表
related_name
同F(xiàn)oreignKey字段。
related_query_name
同F(xiàn)oreignKey字段。
symmetrical
僅用于多對多自關聯(lián)時,指定內部是否創(chuàng)建反向操作的字段。默認為True。
舉個例子:
class Person(models.Model): name = models.CharField(max_length=16) friends = models.ManyToManyField("self")
此時,person對象就沒有person_set屬性。
class Person(models.Model): name = models.CharField(max_length=16) friends = models.ManyToManyField("self", symmetrical=False)
此時,person對象現(xiàn)在就可以使用person_set屬性進行反向查詢。
through
在使用ManyToManyField字段時,Django將自動生成一張表來管理多對多的關聯(lián)關系。
但我們也可以手動創(chuàng)建第三張表來管理多對多關系,此時就需要通過through來指定第三張表的表名。
through_fields
設置關聯(lián)的字段。
db_table
默認創(chuàng)建第三張表時,數據庫中表的名稱。
多對多關聯(lián)關系的三種方式
方式一:自行創(chuàng)建第三張表
class Book(models.Model): title = models.CharField(max_length=32, verbose_name="書名") class Author(models.Model): name = models.CharField(max_length=32, verbose_name="作者姓名") # 自己創(chuàng)建第三張表,分別通過外鍵關聯(lián)書和作者 class Author2Book(models.Model): author = models.ForeignKey(to="Author") book = models.ForeignKey(to="Book") class Meta: unique_together = ("author", "book")
2.方式二:通過ManyToManyField自動創(chuàng)建第三張表
class Book(models.Model): title = models.CharField(max_length=32, verbose_name="書名") # 通過ORM自帶的ManyToManyField自動創(chuàng)建第三張表 class Author(models.Model): name = models.CharField(max_length=32, verbose_name="作者姓名") books = models.ManyToManyField(to="Book", related_name="authors")
3.方式三:設置ManyTomanyField并指定自行創(chuàng)建的第三張表
class Book(models.Model): title = models.CharField(max_length=32, verbose_name="書名") # 自己創(chuàng)建第三張表,并通過ManyToManyField指定關聯(lián) class Author(models.Model): name = models.CharField(max_length=32, verbose_name="作者姓名") books = models.ManyToManyField(to="Book", through="Author2Book", through_fields=("author", "book")) # through_fields接受一個2元組('field1','field2'): # 其中field1是定義ManyToManyField的模型外鍵的名(author),field2是關聯(lián)目標模型(book)的外鍵名。 class Author2Book(models.Model): author = models.ForeignKey(to="Author") book = models.ForeignKey(to="Book") class Meta: unique_together = ("author", "book")
注意:
當我們需要在第三張關系表中存儲額外的字段時,就要使用第三種方式。
但是當我們使用第三種方式創(chuàng)建多對多關聯(lián)關系時,就無法使用set、add、remove、clear方法來管理多對多的關系了,需要通過第三張表的model來管理多對多關系。
2.4 元信息
ORM對應的類里面包含另一個Meta類,而Meta類封裝了一些數據庫的信息。主要字段如下:
class Meta: #app_label聲明屬于哪個應用 app_label='Grade_manager' #table_name自定義表名、如果沒有指定表名會是:應用名_類名 db_table='grade' #有些數據庫有數據庫表空間,比如Oracle。你可以通過db_tablespace來指定這個模型對應的數據庫表放在哪個數據庫表空間。 db_tablespace = "user" #個 DateField 或 DateTimeField 字段的名字. 若提供該選項, 該模塊將擁有一個 get_latest() 函數以得到 "最新的" 對象(依據那個字段): 得到最近一 條order_date字段記錄、 get_latest_by = "order_date" #給這個模型取一個更簡單、好讀的名字 verbose_name = "pizza" #模型的復數形式是什么 verbose_name_plural # 聯(lián)合索引 index_together=("grade","user") # 指定默認按什么字段排序,只有設置了該屬性,我們查詢到的結果才可以被reverse()。 ordering="grade"
2.5 blank和null的區(qū)別
- blank
設置為True時,字段可以為空。設置為False時,字段是必須填寫的。字符型字段CharField和TextField是用空字符串來存儲空值的。
如果為True,字段允許為空,默認不允許。
- null
設置為True時,django用Null來存儲空值。日期型、時間型和數字型字段不接受空字符串。所以設置IntegerField,DateTimeField型字段可以為空時,
需要將blank,null均設為True。
如果為True,空值將會被存儲為NULL,默認為False。
如果想設置BooleanField為空時可以選用NullBooleanField型字段。
一句話概括,null 是針對數據庫而言,如果 null=True, 表示數據庫的該字段可以為空。blank 是針對表單的,如果 blank=True,表示你的表單填寫該字段的時候可以不填,比如 admin 界面下增加 model 一條記錄的時候。直觀的看到就是該字段不是粗體
2.6 Django models字段與mysql字段對照
django字段 | mysql字段 | 準備 |
---|---|---|
AutoField | integer AUTO_INCREMENT | 自增主鍵,Django Model默認提供,能夠被重寫。 |
BigAutoField | bigint AUTO_INCREMENT | |
BooleanField | tinyint(1) | 布爾類型字段,通常用于記錄狀態(tài)標記。 |
BinaryField | longblob | |
CharField | varchar(%(max_length)s) | |
CommaSeparatedIntegerField | varchar(%(max_length)s) | |
DecimalField | numeric((max_digits)s , %(decimal_places)s) | 開發(fā)對數據精準要求較高大的業(yè)務時考慮使用。 models.DecimalField(max_length=8, decimal_places=2) 就是定義長度為8位、精度位2位的數字,例如數字:666666.66 |
IntergerField | int(11) | 同AutoField同樣,惟一的差異就是不自增。 |
PositiveIntegerField | int(11) | 同IntegerField,只包含正整數。 |
SmallIntegerField | smallint | 小整數時通常會用到。 |
CommaSeparatedIntegerField | varchar(%(max_length)s) | |
DateField | date | |
DateTimeField | datetime | |
DurationField | bigint | |
FileField | varchar(%(max_length)s) | |
FilePathField | varchar(%(max_length)s) | |
FloatField | double precision | |
IntegerField | integer | |
BigIntegerField | bigint | |
IPAddressField | char(15) | |
GenericIPAddressField | char(39) | |
NullBooleanField | bool | |
OneToOneField | integer | |
PositiveIntegerField | integer UNSIGNED | |
PositiveSmallIntegerField | smallint UNSIGNED | |
SlugField | varchar(%(max_length)s) | |
SmallIntegerField | smallint | |
TextField | longtext | |
TimeField | time | |
UUIDField | char(32) |
2.7 Django models字段與Sql語句
下面這個例子定義了一個 Person 模型,包含 first_name 和 last_name。
from django.db import models class Person(models.Model): first_name = models.CharField(max_length=30) last_name = models.CharField(max_length=30)
first_name 和 last_name 是模型的字段。每個字段被指定為一個類屬性,每個屬性映射到一個數據庫列。
上面的 Person 模型將會像這樣創(chuàng)建一個數據庫表:
CREATE TABLE myapp_person ( "id" serial NOT NULL PRIMARY KEY, "first_name" varchar(30) NOT NULL, "last_name" varchar(30) NOT NULL );
一些說明:
- 表myapp_person的名稱是自動生成的,如果你要自定義表名,需要在model的Meta類中指定 db_table 參數,強烈建議使用小寫表名,特別是使用MySQL作為后端數據庫時。
- id字段是自動添加的,如果你想要指定自定義主鍵,只需在其中一個字段中指定 primary_key=True 即可。如果Django發(fā)現(xiàn)你已經明確地設置了Field.primary_key,它將不會添加自動ID列。
- 本示例中的CREATE TABLE SQL使用PostgreSQL語法進行格式化,但值得注意的是,Django會根據配置文件中指定的數據庫后端類型來生成相應的SQL語句。
- Django支持MySQL5.5及更高版本。
3 Django中的ORM
3.1 Django項目使用MySQL數據庫
- 在Django項目的settings.py文件中,配置數據庫連接信息:
DATABASES = { "default": { "ENGINE": "django.db.backends.mysql", "NAME": "你的數據庫名稱", # 需要自己手動創(chuàng)建數據庫 "USER": "數據庫用戶名", "PASSWORD": "數據庫密碼", "HOST": "數據庫IP", "POST": 3306 } }
在Django項目的__init__.py文件中寫如下代碼,告訴Django使用pymysql模塊連接MySQL數據庫:
import pymysql pymysql.install_as_MySQLdb()
3.2 Models自定義字段(了解為主)
class UnsignedIntegerField(models.IntegerField): def db_type(self, connection): return 'integer UNSIGNED'
class FixedCharField(models.Field): """ 自定義的char類型的字段類 """ def __init__(self, max_length, *args, **kwargs): super().__init__(max_length=max_length, *args, **kwargs) self.length = max_length def db_type(self, connection): """ 限定生成數據庫表的字段類型為char,長度為length指定的值 """ return 'char(%s)' % self.length class Class(models.Model): id = models.AutoField(primary_key=True) title = models.CharField(max_length=25) # 使用上面自定義的char類型的字段 cname = FixedCharField(max_length=25)
4.Django ORM查詢常用方法
4.1 常用查詢操作
# 獲取到所有的書籍對象,結果是對象列表 models.Book.objects.all() # 獲取符合條件的對象 models.Book.objects.get(**kwargs) # 篩選所有符合條件的,結果是對象列表 models.Book.objects.filter(**kwargs) # 篩選出所有不符合條件的,結果是對象列表,這個地方一直有個疑問,好像exclude里面如果是外鍵排除就不起作用 models.Book.objects.exclude(**kwargs) # 字典列表[{id:1,name:20},{id:2,name:18} ],values(‘id')括號內不指定時顯示全部,如指定則只顯示指定的,[ {id:1},{id:2,}] models.Book.objects.all().values("id","name") # 元組列表,[ (1,20),(2,18) ]同上,指定時顯示指定內容 models.Book.objects.all().values_list("id","name") # 按照id升序就行排列 models.Book.objects.all().order_by("id") # 按照id降序就行排列 models.Book.objects.all().order_by("-id") # 先按age升序,age相同的按id進行降序排列 models.Book.objects.all().order_by("age", "-id") # 對結果反轉; 注意reverse前必須排序,否則reverse無效; 或在model.py文件中Book類中的Meta中指定ordering=("id", )注意逗號必須有 models.Book.objects.all().order_by("id").reverse() # 去重,當獲取到的結果Queryset列表中同一對象出現(xiàn)多次時去重,只留一個 models.Book.objects.all().values("id","name").distinct(): # 計數,可統(tǒng)計結果個數,如對Queryset內元素數進行統(tǒng)計. models.Book.objects.all().count() # 獲取結果中的第一條,即使前面結果列表為空,也不會報錯 models.Book.objects.all().first() # 獲取結果中的最后一條 models.Book.objects.filter().last() # 判斷Queryset列表是否有東西,結果為True或False; models.Book.objects.filter().exists()
4.2 返回值
返回對象列表(Queryset)的方法有
- all()
- filter()
- ordey_by()
- exclude()
- values()
- values_list()
- reverse()
- distinct()
返回單個對象的方法有
- first()
- last()
- get()
- create()
返回判斷布爾值的有
- exists()
返回返回數字的有
- count()
4.3 查詢API(QuerySet API)
4.3.1 ------ filter -----
filter(**kwargs)
返回一個新的 QuerySet ,它包含了與所給的篩選條件相匹配的對象。
這些篩選條件(**kwargs)在下面的字段篩選(Field lookups) 中有詳細介紹。多個條件之間在 SQL 語句中是 AND 關系。
# 條件查詢。(可以通過逗號,連接多個條件) 返回QuerySet查詢集(可以遍歷) # __exact 等于。 __exact 可以省略。 (__iexact 不區(qū)分大小寫) BookInfo.objects.filter(title__exact='天龍八部') # 等價BookInfo.objects.filter(title__exact='天龍八部') BookInfo.objects.filter(title='天龍八部') # __contains 包含。模糊查詢。 (__icontains 不區(qū)分大小寫) BookInfo.objects.filter(title__contains='天') # __endswith 以..結尾。 __startswith 以..開頭。 (__iendswith 不區(qū)分大小寫) BookInfo.objects.filter(title__endswith='部') # __isnull 是否為空。 True:表示為null。 False表示not null。 BookInfo.objects.filter(title__isnull=False) # __in 范圍查詢。 BookInfo.objects.filter(id__in=[1, 3, 5]) # __range 范圍查詢,查詢1到5的id BookInfo.objects.filter(id__range=[1, 5]) # 大于小于 BookInfo.objects.filter(id__gt=3) # 大于 BookInfo.objects.filter(id__lt=3) # 小于 BookInfo.objects.filter(id__gte=3) # 大于等于 BookInfo.objects.filter(id__lte=3) # 小于等于 # 日期查詢,其中__gt,__lt,__gte,__lte都使用日期 BookInfo.objects.filter(pub_date__gt=date(1980, 1, 1)) # 日期查詢 BookInfo.objects.filter(pub_date__year=1980) # 年 BookInfo.objects.filter(pub_date__month=1980) # 月 BookInfo.objects.filter(pub_date__day=1980) # 日 BookInfo.objects.filter(pub_date__week_day=1980) # 周級 BookInfo.objects.filter(pub_date__hour=1980) # 時 BookInfo.objects.filter(pub_date__minute=1980) # 分 BookInfo.objects.filter(pub_date__second=1980) # 秒
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