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Django如何搞定Models组件?Models组件配置

    /    2018-12-07

讲django的models之前, 先来想一想, 让你通过django操作数据库,你怎么做? 也许你会这样写:

import pymysql
 
def index(request):
    # 创建连接
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='alex123', db='luffy_dev')
    # 创建游标
    cursor = conn.cursor()
 
    cursor.execute("select username,email,mobile from web_account")
    data_set = cursor.fetchall()
 
    cursor.close()
    conn.close()
 
    return HttpResponse(data_set)

很方便就实现了从数据库里取数据,事实上,很多人确实就是这么做的。但这样做会带来2个问题

1)SQL注入危险,因为有的时候你操作数据库的语句不是写死在代码里的,而是通过前端传参数拼接的,这就给黑客有了可趁之机,通过拼接参数实现sql注入。

2)语句跟代码揉在一起了,增加后续维护成本

那怎么办呢?ORM提供了新思路。

什么是ORM呢?

对象关系映射(Object Relational Mapping),它的实质就是将关系数据(库)中的业务数据用对象的形式表示出来,并通过面向对象(Object-Oriented)的方式将这些对象组织起来,实现系统业务逻辑的过程。

在ORM过程中最重要的概念是映射(Mapping),通过这种映射可以使业务对象与数据库分离。从面向对象来说,数据库不应该和业务逻辑绑定到一起,ORM则起到这样的分离作用,使数据库层透明,开发人员真正的面向对象。

上面的解释有点蒙蔽对不?其实你只需要抓住2个关键词, “映射” 和 “对象”,就能知道orm是什么干什么的了。

1)映射(Mapping) —— 把表结构映射成类

2)对象 —— 像操作类对象一样,操作数据库里的数据

映射

看下面的图,就是直观的例子,把右边的表结构映射成了左边的类

Sql语句到对象

ORM可以使你不用再写原生SQL, 而是像操作对象一样就可以实现对表里数据的增删改查

ORM确实提高了开发效率,并且降低了数据操作与代码之间的耦合,不过有利就有弊,我们总结一下orm的优缺点。

优点:

实现了代码与数据操作的解耦合

不需自己写原生sql, 提高开发效率

防止SQL注入, 通过对象操作的方式,默认就是防止sql注入的。

缺点:

牺牲性能, 对象到原生SQL势必会有转换消耗,对性能有一定的影响

复杂语句力不从心, 一些复杂的sql语句,用orm对象操作的方式很难实现,就还得用原生sql

讲Django为什么说ORM? 哈, 好啦,是时候该引出主角啦,因为Django的models基于架构ORM实现的。

Models模型

Django 的models把数据库表结构映射成了一个个的类, 表里的每个字段就是类的属性。我们都知道数据库有很多字段类型,int,float,char等, Django的models类针对不同的字段也设置了不同的类属性。

AutoField         #An IntegerField that automatically increments according to available IDs
BigAutoField      #A 64-bit integer, guaranteed to fit numbers from 1 to 9223372036854775807.
BigIntegerField   #-9223372036854775808 to 9223372036854775807
BinaryField       #A field to store raw binary data. It only supports bytes assignment
BooleanField   
CharField
DateField         #e.g 2019-04-27
DateTimeField     #e.g 2019-04-27 17:53:21
DecimalField     
DurationField     #storing periods of time ,e.g [DD] [HH:[MM:]]ss[.uuuuuu]"
EmailField
FileField         #存储文件
FloatField
ImageField        #Inherits all attributes and methods from FileField, but also validates that the uploaded object is a valid image.
IntegerField
GenericIPAddressField #IP地址,支持ipv4
NullBooleanField      #Like a BooleanField, but allows NULL as one of the options
PositiveIntegerField  #Like an IntegerField, but must be either positive or zero (0). Values from 0 to 2147483647
PositiveSmallIntegerField #only allows positive  values from 0 to 32767
SlugField # A slug is a short label for something, containing only letters, numbers, underscores or hyphens.
SmallIntegerField
TextField   #A large text field.
TimeField   #A time, represented in Python by a datetime.time instance.
URLField
UUIDField   #A field for storing universally unique identifiers. Uses Python’s UUID class.

除了普通的表字段,针对外键也有映射

ForeignKey  # 外键关联
ManyToManyField  #多对多 
OneToOneField  # 1对1

好啦,接下来就用django的orm来设计一个博客表。

需求

每个用户有自己的账户信息

用户可以发文章

文章可以打多个标签

根据需求,我们设计3张表

注意Article表和Tag表是属于多对多关系,什么是多对多?即一个文章有多个标签,一个标签又可以属于多个文章。

比如上图的Article表中id为3的文章 ,它的标签是4,26, 即投资、大文娱、社交, 你看“投资”这个标签同时还属于文章2。 这就是多对多关系 , 即many to many .

那这种多对多的关系如何在表中存储呢?难道真的像上图中一样,在Article表中加个tags字段,关联Tag表里的多条数据,通过逗号区分?

这倒确实是个解决办法。但是也有问题,一个字段里存多条纪录的id,就没办法做查询优化了。比如不能做索引等。

所以若想实现多对多关系的高效存储+查询优化,可以在Article and Tag表之间再搞出一张表。

这样是不是就实现了多对多关联?

yes, 没错, django也是这么做的, django 有个专门的字段,叫ManyToManyField, 就是用来实现多对多关联的,它会自动生成一个如上图一样的第3张表来存储多对多关系。

正式的表结构

from django.db import models
 
# Create your models here. 
 
class Account(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=64,unique=True)
    email = models.EmailField()
    password = models.CharField(max_length=128)
    register_date = models.DateTimeField("注册日期",auto_now_add=True)
    signature = models.CharField(verbose_name="签名",max_length=128,blank=True,null=True) 
 
class Article(models.Model):
    """文章表"""
    title = models.CharField(max_length=255,unique=True)
    content = models.TextField("文章内容")
    account = models.ForeignKey("Account",verbose_name="作者",on_delete=models.CASCADE)
    tags = models.ManyToManyField("Tag",blank=True)
    pub_date = models.DateTimeField()
    read_count = models.IntegerField(default=0) 
 
class Tag(models.Model):
    """文章标签表"""
    name = models.CharField(max_length=64,unique=True)
    date = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

我们发现,每个字段其实都是一个独立的对象,一张表其实是很多类的组合。

上面好多字段里还跟了些参数,我们来看以下常用的:

null        #If True, Django will store empty values as NULL in the database. Default is False.
blank       #If True, the field is allowed to be blank. Default is False.
 
db_column   #The name of the database column to use for this field. If this isn’t given, Django will use the field’s name.
db_index    #If True, a database index will be created for this field.
default     #The default value for the field. This can be a value or a callable object. If callable it will be called every time a new object is created.
editable    # django admin中用,后面讲
help_text   # django admin中用,后面讲
primary_key # If True, this field is the primary key for the model.
unique      #If True, this field must be unique throughout the table
unique_for_date    #Set this to the name of a DateField or DateTimeField to require that this field be unique for the value of the date field. For example, if you have a field title that has unique_for_date="pub_date", then Django wouldn’t allow the entry of two records with the same title and pub_date.
 
unique_for_month   #Like unique_for_date, but requires the field to be unique with respect to the month.
unique_for_year   
verbose_name    #A human-readable name for the field. If the verbose name isn’t given, Django will automatically create it using the field’s attribute name

还有几个特殊的字段属性需要单独介绍下

choices

class Student(models.Model):
    YEAR_IN_SCHOOL_CHOICES = (
        ('FR', 'Freshman'),
        ('SO', 'Sophomore'),
        ('JR', 'Junior'),
        ('SR', 'Senior'),
    )
    year_in_school = models.CharField(
        max_length=2,
        choices=YEAR_IN_SCHOOL_CHOICES,
        default=FRESHMAN,
    )

ForeignKey.on_delete

当一条记录关联的外键纪录被删除时,django 也会根据外键关联限制的配置来决定如何处理当前这条纪录。举例,如果你有个可以为null的外键关联,并且你想在本纪录关联的数据被删除时,把当前纪录的关联字段设为null,那就配置如下:

user = models.ForeignKey(
    User,
    on_delete=models.SET_NULL,
    blank=True,
    null=True,
)

配置Django数据库连接信息

Django支持多种数据库,Sqlite、Mysql、Oracle、PostgreSQL,默认的是小型文件数据库Sqlite

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}

咱们是干大事的人,怎么也得用个Mysql呀, 改成mysql 也so easy.

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'my_db',
        'USER': 'mydatabaseuser',
        'PASSWORD': 'mypassword',
        'HOST': '127.0.0.1',
        'PORT': '3306',
    }
}

不过注意,python3 连接mysql的得使用pymysql,MysqlDB模块300年没更新了,但django默认调用的还是MySQLdb, so pymysql有个功能可以让django以为是用了MySQLdb. 即在项目目录下的__init__.py中加上句代码就好。

import pymysql
 
pymysql.install_as_MySQLdb()

不加的话,一会连接数据时会报错噢 。

同步数据库

你在ORM定义的表结构如何同步到真实的数据库里呢? 只需2条命令。但django只能帮你自动创建表,数据库本身还是得你自己来。

create database my_db charset utf8;

好了,可以同步了,说好只需2步。

1. 生成同步文件, django自带一个专门的工具叫migrations, 负责把你的orm表转成实际的表结构,它不旦可以帮自动创建表,对表结构的修改,比如增删改字段、改字段属性等也都能自动同步。只需通过下面神奇的命令。

python manage.py makemigrations

不出意外的话,会显示类似以下信息

$ python manage.py makemigrations
Migrations for 'app01':
  app01/migrations/0001_initial.py
    - Create model Account
    - Create model Article
    - Create model Tag
    - Add field tags to article

此时你会发现,你的app下的migrations目录里多了一个0001_initial.py的文件 ,这个文件就是因为你这条命令而创建的,migrations工具就会根据这个文件来创建数据库里的表。

2. 同步到数据

$ python manage.py migrate
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, app01, auth, contenttypes, sessions
Running migrations:
  Applying contenttypes.0001_initial... OK
  Applying auth.0001_initial... OK
  Applying admin.0001_initial... OK
  Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK
  Applying app01.0001_initial... OK
  Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK
  Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK
  Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK
  Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK
  Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK
  Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK
  Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK
  Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK
  Applying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OK
  Applying sessions.0001_initial... OK
(venv_django2) Alexs-MacBook-Pro:mysite alex$

此时登录你的数据库,会发现创建了好多张表

mysql> show tables;
+----------------------------+
| Tables_in_luffy_dev2       |
+----------------------------+
| app01_account              |  #对应Account表
| app01_article              |  #对应Article表
| app01_article_tags         |  #自动创建的Article to Tag的多对多关联表
| app01_tag                  |  #对应Tag表
| auth_group                 |  #下面这些,都是django 自带的表,这个是自动用户系统的组
| auth_group_permissions     |  #自带的组与权限的多对多关联表
| auth_permission            |  #自带权限表
| auth_user                  |  #用户表
| auth_user_groups           |
| auth_user_user_permissions |
| django_admin_log           |  #现在你的无法理解  
| django_content_type        |  #现在你的无法理解
| django_migrations          |  #纪录migartions工具同步纪录的表
| django_session             |  #现在你的无法理解
+----------------------------+
14 rows in set (0.00 sec)

好啦,表结构也有了,我们可以往里面插数据啦。

之前说好的是可以不用SQL语句的,一点不骗你。

用orm对表数据进行增删改查

先进入已经连接好数据库的django python环境

(venv_django2) Alexs-MacBook-Pro:mysite alex$ python manage.py shell 
Python 3.5.2 (v3.5.2:4def2a2901a5, Jun 26 2016, 10:47:25)
[GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5666) (dot 3)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>>
>>> from app01 import models

创建

创建数据简单的令人发指

filter 支持很多的过滤条件,我们来看下:

contains

包含,相当于sql的like条件

Entry.objects.get(headline__contains='Lennon')

SQL语言:

SELECT ... WHERE headline LIKE '%Lennon%';

in

在给定的迭代中;通常是列表、元组或查询集

Entry.objects.filter(id__in=[1, 3, 4])

SQL语言:

SELECT ... WHERE id IN (1, 3, 4);

还可以使用查询集动态评估值列表,而不是提供文字值列表

inner_qs = Blog.objects.filter(name__contains='Cheddar')
entries = Entry.objects.filter(blog__in=inner_qs)

此查询集将作为子选择语句进行评估

SELECT ... WHERE blog.id IN (SELECT id FROM ... WHERE NAME LIKE '%Cheddar%')

gt

Entry.objects.filter(id__gt=4)

SQL语言:

SELECT ... WHERE id > 4;

gte: 大于或等于

lt: 小于

lte:小于或等于

startswith

开始位置区分大小写

Entry.objects.filter(headline__startswith='Lennon')

SQL语言:

SELECT ... WHERE headline LIKE 'Lennon%';

istartswith:开始位置不区分小写

endswith:结尾区分大小写

iendswith:结尾不区分大小写

range

区间过渡,可对数字、日期进行过滤

import datetime
start_date = datetime.date(2005, 1, 1)
end_date = datetime.date(2005, 3, 31)
Entry.objects.filter(pub_date__range=(start_date, end_date))

SQL语言:

SELECT ... WHERE pub_date BETWEEN '2005-01-01' and '2005-03-31';

date

Entry.objects.filter(pub_date__date=datetime.date(2005, 1, 1))
Entry.objects.filter(pub_date__date__gt=datetime.date(2005, 1, 1))

year

Entry.objects.filter(pub_date__year=2005)
Entry.objects.filter(pub_date__year__gte=2005)

SQL语言:

SELECT ... WHERE pub_date BETWEEN '2005-01-01' AND '2005-12-31';
SELECT ... WHERE pub_date >= '2005-01-01';

month

Entry.objects.filter(pub_date__month=12)
Entry.objects.filter(pub_date__month__gte=6)

SQL语言:

SELECT ... WHERE EXTRACT('month' FROM pub_date) = '12';
SELECT ... WHERE EXTRACT('month' FROM pub_date) >= '6';

day

Entry.objects.filter(pub_date__day=3)
Entry.objects.filter(pub_date__day__gte=3)

SQL语言:

SELECT ... WHERE EXTRACT('day' FROM pub_date) = '3';
SELECT ... WHERE EXTRACT('day' FROM pub_date) >= '3';

week

Entry.objects.filter(pub_date__week=52)
Entry.objects.filter(pub_date__week__gte=32, pub_date__week__lte=38)

week_day

Entry.objects.filter(pub_date__week_day=2)
Entry.objects.filter(pub_date__week_day__gte=2)

hour

Event.objects.filter(timestamp__hour=23)
Event.objects.filter(time__hour=5)
Event.objects.filter(timestamp__hour__gte=12)

SQL语言:

SELECT ... WHERE EXTRACT('hour' FROM timestamp) = '23';
SELECT ... WHERE EXTRACT('hour' FROM time) = '5';
SELECT ... WHERE EXTRACT('hour' FROM timestamp) >= '12';

isnull

Entry.objects.filter(pub_date__isnull=True)

SQL语言:

SELECT ... WHERE pub_date IS NULL;

regex

Entry.objects.get(title__regex=r'^(An?|The) +')

SQL语言:

SELECT ... WHERE title REGEXP BINARY '^(An?|The) +'; -- MySQL
 
SELECT ... WHERE REGEXP_LIKE(title, '^(An?|The) +', 'c'); -- Oracle
 
SELECT ... WHERE title ~ '^(An?|The) +'; -- PostgreSQL
 
SELECT ... WHERE title REGEXP '^(An?|The) +'; -- SQLite  

iregex 大小写不敏感

改删

# 批量修改
models.Account.objects.filter(username='elina').update(password="Luffy#21")
 
# 单条修改
obj = models.Account.objects.get(username='linux')
obj.username = 'python'
obj.save()
 
 
# 批量删除
models.User.objects.get(password='oldboy').delete()
 
# 单条删除
obj = models.User.objects.get(id=3)
obj.delete()

数据返回后的展示

values()

>>> Blog.objects.values()
<QuerySet [{'id': 1, 'name': 'Beatles Blog', 'tagline': 'All the latest Beatles news.'}]>
>>> Blog.objects.values('id', 'name')
<QuerySet [{'id': 1, 'name': 'Beatles Blog'}]>

order_by()

Entry.objects.filter(pub_date__year=2005).order_by('-pub_date', 'headline')

reverse()

my_queryset.reverse()[:5]

ORM对象操作

单表对象操作
o = models.Article.objects.all()[0]
o.tilte
 
外键关联
>>> o.account.username
'jack'
>>> o.account.username = rain
 
外键反向关联操作
>>> a = models.Account.objects.get(username='alex')
>>> a.article_set.all()
<QuerySet [<Article: 你好,2018>]>
>>> a.article_set.select_related()
<QuerySet [<Article: 你好,2018>]> 
 
多对多操作
>>> o = models.Article.objects.all()[1]
>>> o.tags.all()
<QuerySet [<Tag: 投资>, <Tag: 科技>]> 
 
多对多反向操作
>>> t = models.Tag.objects.get(name="投资")
>>> t.article_set.all()
<QuerySet [<Article: 你好,2018>, <Article: 粉丝超过10万后,我经历了抖音盗号风波>]>

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