Python开发入门与实战5-django模型
5.Django模型
在当今的Web 应用中，主观逻辑经常牵涉到与数据库的交互，数据库驱动网站。在后台连接数据库服务器，从中取出一些数据，然后在 Web 页面用各种各样的格式展示这些数据。这个网站也可能会向访问者提供修改数据库数据的方法。
本章深入介绍了该功能： Django 数据库层。本例我们使用Python安装包自带的SQLite数据库来演示Django如何访问数据库。
5.1.SQLite数据库
首先我们使用数据库访问工具Navicat premium来在mysite目录下创建SQLite数据库文件。Navicat premium下载地址http://navicat-premium.softonic.cn/
运行Navicat premium工具，在主界面的菜单中选择文件->新建连接-SQLite如下图：
在对话框中选择新建SQLite3数据库文件，数据库文件名命名为：MyDB.db后点击确定按钮。如下图：
数据库文件连接后，界面展开如下图：
5.2. 执行SQL的访问数据库模式
现在我们可以通过执行SQL的方式来访问数据库，获取数据并更新到我们的动态页面中，修改views.py把current_datetime视图获取时间的方式修改为通过执行SQL “select datetime() as now”读取数据库的时间，修改后代码如下：
from django.shortcuts import render_to_response import sqlite3 def current_datetime(request): db = sqlite3.connect('C:\My Files\Python Projects\mysite\Mydb.db') cursor = db.cursor() cursor.execute('select datetime() as now') now = [row[0] for row in cursor.fetchall()] db.close() return render_to_response('current_datetime.html', {'current_date': now})
如上代码，我是经过代码重构，current_datetime实现了读取数据库的当前时间，但是这种把SQL与业务逻辑完全绑定的开发模式会存为将来维护和升级的噩梦。业务变更导致的业务逻辑调整，进而需要调整到SQL代码，最后就与数据库设计深度绑定，尤其切换数据库时由于各个数据库支持的SQL不完全一致，应用的迁移将花费的代价更大。
好在Django提供了自己的对象持久化模型，实现了对象模型到数据库表的映射机制，接下来我们进入Django的对象模型来实现数据库数据的读取。
5.3. 通过模型访问数据库模式
Django 紧紧地遵循这种 MVC 模式，可以称得上是一种 MVC 框架。MVC 是一种使用 MVC（Model View Controller 模型-视图-控制器）设计创建 Web 应用程序的模式。
5.3.1. 数据库配置
我们来看看 Django 数据库模型层的功能吧。 首先，需要做些初始配置；需要告诉Django使用什么数据库以及如何连接数据库。本例我们使用SQLite数据库文件系统来存储数据。
如前面章节提到的 TEMPLATE_DIRS 一样，数据库配置也是在Django的配置文件settings.py里。默认生成的数据库配置如下：
DATABASES = { 'default': { 'ENGINE': 'django.db.backends.', # Add 'postgresql_psycopg2', 'mysql', 'sqlite3' or 'oracle'. 'NAME': '', # Or path to database file if using sqlite3. 'USER': '', # Not used with sqlite3. 'PASSWORD': '', # Not used with sqlite3. 'HOST': '', # Set to empty string for localhost. Not used with sqlite3. 'PORT': '', # Set to empty string for default. Not used with sqlite3. } }
修改配置文件如下：
DATABASES = { 'default': { 'ENGINE': 'django.db.backends. sqlite3', # Add 'postgresql_psycopg2', 'mysql', 'sqlite3' or 'oracle'. 'NAME': ' C:\My Files\Python Projects\mysite\MyDB.db', # Or path to database file if using sqlite3. 'USER': '', # Not used with sqlite3. 'PASSWORD': '', # Not used with sqlite3. 'HOST': '', # Set to empty string for localhost. Not used with sqlite3. 'PORT': '', # Set to empty string for default. Not used with sqlite3. } }
完成设置并保存之后我们测试一下配置。 同样，在“mysite”项目目录下执行前面提到的“python manage.py shell”环境来进行测试。
输入下面的命令来测试数据库配置是否正确：
>>> from django.db import connection >>> cursor = connection.cursor()
如果没有显示什么错误信息，那么数据库配置是正确的。
5.4. 第一个应用程序
数据库连接正常工作后，让我们来创建一个 Django app，一个包含模型，视图和Django代码，并且形式为独立Python包的完整Django应用。
在这里先解释说明一些术语，初学者可能会混淆它们。在第二章我们已经创建了一个project，那么 project 和 app 之间不同之处是什么呢？它们的区别就是一个是配置另一个是业务代码。
一个project包含很多个Django app。project的作用是提供这些应用统一配置文件，比如前面定义数据库连接信息， 需要装载的app列表，TEMPLATE_DIRS等。
一个app是一套业务功能的集合，通常包括模型和视图，按Python的包结构的方式存在。app的一个关键点是它们是很容易移植到其他project和被多个project复用。
Django系统对app有一个约定： 要使用Django的数据库层（模型），必须创建一个Django app，模型存放在apps中。在 “mysite” 项目文件下输入下面的命令来创建“inventory”的app，本例将以简单出入库业务来说明Django的模型。
>>> python manage.py startapp inventory
增加子目录及子目录inventory 包含文件如下图：
inventory /
__init__.py
models.py
tests.py
views.py
5.4.1. 第一个模型
在本章和后续章节里，我们将实现一个基本的库存管理（库存/出入库）的数据库结构上，这也是一个作者遇到过的比较典型关于业务及业务事务的例子。
库存管理涉及的基本概念、字段和关系：
物料：物料编号、物料名称、备注。
物料库存：物料编号、物料名称、库存数量。
入库单：入库单编号、入库时间、操作人，物料编码、物料名称、入库数量。
注意：本模型为便于阐述简化设计入库单为单一物料入库单，后面的章节我们会逐步扩展这一模型以符合实际的需要。
物料与物料库存是一个one-to-one关系， 对于入库单模型来说其与物料的关系是many-to-many关系。
接下来我们用Python代码来描述它们。 打开由创建的inventory \models.py 并输入下面的内容：
from django.db import models # Create your models here. class Item(models.Model): ItemId = models.AutoField(primary_key=True) ItemCode = models.CharField(max_length=50)
ItemName = models.CharField(max_length=50) Remark = models.CharField(max_length=200) class Inventory (models.Model): InventoryId = models.AutoField(primary_key=True) Item = models.ForeignKey(Item, null=False) Amount = models.IntegerField(null=True) class InStockBill(models.Model): InStockBillId = models.AutoField(primary_key=True) InStockBillCode = models.CharField(max_length=40) InStockDate = models.DateTimeField(null=True) Operator = models.CharField(max_length=40) Item = models.ForeignKey(Item, null=False) Amount = models.IntegerField(null=True)
5.4.2. 装载模型
完成上面的模型代码后，现在让我们通过Django在数据库中创建这些表。第一步是在 Django 项目中装载这些模型。 将 inventory app 添加到配置文件的装载应用列表中即可。
编辑 settings.py 文件， 找到 INSTALLED_APPS 设置。 INSTALLED_APPS 告诉 Django 项目需要装载哪些 app模型。 缺省生成代码在后面添加“inventory”到“INSTALLED_APPS”的末尾，注意：只配置应用名称，没有项目名称，代码如下：
INSTALLED_APPS = ( #'django.contrib.auth', #'django.contrib.contenttypes', #'django.contrib.sessions', #'django.contrib.sites', #'django.contrib.messages', #'django.contrib.staticfiles', # Uncomment the next line to enable the admin: # 'django.contrib.admin', # Uncomment the next line to enable admin documentation: # 'django.contrib.admindocs', 'inventory', )
现在我们可以创建数据库表了。 首先，用下面的命令验证模型的有效性：
python manage.py validate
validate 命令检查你的模型的语法和逻辑是否正确。 如果一切正常，你会看到 0 errors found 消息。如果出错，根据错误信息来帮助你修正你的模型。
python manage.py sqlall inventory
执行之后，输出如下：
BEGIN; CREATE TABLE "inventory_item" ( "ItemId" integer NOT NULL PRIMARY KEY, "ItemCode" varchar(50) NOT NULL, "ItemName" varchar(50) NOT NULL ); CREATE TABLE "inventory_inventory" ( "InventoryId" integer NOT NULL PRIMARY KEY, "Item_id" integer NOT NULL REFERENCES "inventory_item" ("ItemId"), "Amount" integer ); CREATE TABLE "inventory_instockbill" ( "InStockBillId" integer NOT NULL PRIMARY KEY, "InStockBillCode" varchar(40) NOT NULL, "InStockDate" datetime, "Operator" varchar(40) NOT NULL, "Item_id" integer NOT NULL REFERENCES "inventory_item" ("ItemId"), "Amount" integer ); CREATE INDEX "inventory_inventory_70e6447b" ON "inventory_inventory" ("Item_id"); CREATE INDEX "inventory_instockbill_70e6447b" ON "inventory_instockbill" ("Item_id"); COMMIT;
sqlall 命令并没有在数据库中真正创建数据表，只是把SQL语句段打印出来，这样你可以看到Django究竟会做些什么。
Django提供了一种更为简易的提交SQL语句至数据库的方法：“syncdb”命令
python manage.py syncdb
syncdb 命令是同步你的模型到数据库的一个简单方法。 它会根据 INSTALLED_APPS 里设置的app来检查数据库， 如果表不存在，它就会创建它。
表创建结果如下图：
5.4.3.数据访问
运行 python manage.py shell 并输入下面的内容试试看
>>> from inventory.models import Item >>> itm1 = Item(ItemCode='003',ItemName='螺帽') >>> itm1.save()
我们查看数据库看发生了什么，物料数据被保存到数据库中了，如下图：
我们在数据库工具端增加一条记录：000，螺杆如下图:
接下来再命令行窗口中录入如下命令：
>>> items =Item.objects.all() >>> print items[1].ItemName 螺杆 >>>
我们通过Item.objects.all()获取了所有的Item列表数据（当前只有两条）。
>>> itm2 = Item.objects.get(ItemId = 2) >>> print itm2.ItemName 螺杆 >>> itm2.ItemName=u'5mm螺杆' >>> itm2.save() >>>
修改对象属性后，保存数据，对象属性会同步到相应的数据行。
5.4.3.1. 保存有外键关联的模型
我们创建一个入库单对象，并尝试如何正确的保存该对象到数据库中，命令如下：
>>> from inventory.models import Item >>> from inventory.models import InStockBill >>> inStock = InStockBill(InStockBillCode='20141101001',InStockDate='2014-11-01',Operator='张三',Amount=10) >>> inStock.save()
在没有赋值给InStockBill属性Item的情况下我们直接调用保存函数会报错，数据不能正常提交到数据库中。
>>> inStock.Item = 1
我们直接给inStock.Item 赋值1（Itemid=1的物料在我们的例子中是前面保存进数据库的“螺母”），也会报错，虽然在数据库里，InStockBill表外键关系存储的是关联表的主键。需要inStock.Item赋值为一个具体的Item模型才能正常的提交数据。Django在这里已经把表映射为对象了。注：本例中入库单保存成功的同时，应该更新库存表数据（入库单将导致该物料库存数量增加）后面我们将在业务事物章节说明。
>>> item1 = Item.objects.get(ItemId=1) >>> inStock.Item =item1 >>> inStock.save() >>>
这里我们会看见数据保存到数据库中后，入库时间变成了2014-10-31 16：00：00，这是因为settings.py时区设置为：TIME_ZONE = 'America/Chicago'的缘故，把USE_TZ = True修改为即可USE_TZ = False：
# If you set this to False, Django will not use timezone-aware datetimes. USE_TZ = False
5.4.4. 数据排序
在你的 Django 应用中，你或许希望根据某字段的值对检索结果排序，比如说，按字母顺序。 那么，使用 order_by() 这个方法就可以搞定了。
>>> itms = Item.objects.all() >>> print itms[0].ItemCode 003 >>> itms = Item.objects.order_by('ItemCode')
>>> print itms[0].ItemCode
000
Django指定模型的缺省排序方式，在模型配置中配置
class Item(models.Model): ItemId = models.AutoField(primary_key=True) ItemCode = models.CharField(max_length=50) ItemName = models.CharField(max_length=50) class Meta: ordering = ['ItemCode']
5.4.5. 数据删除
>>> itm2 = Item.objects.get(ItemId = 2) >>> itm2.delete() >>>
5.5. 小结
本章我们通过一个简单的实例模型例子来说Django模型如何创建、配置和访问数据库等。并通过Python环境演示了模型的装载、访问、查询、保存、排序和删除等操作。
下一章我们将介绍Django是如何实现通过客户端向服务端提交数据——表单。
