Django模型层之ORM

Django模型层之ORM操作

一 ORM简介

我们在使用Django框架开发web应用的过程中，不可避免地会涉及到数据的管理操作（如增、删、改、查），而一旦谈到数据的管理操作，就需要用到数据库管理软件，例如mysql、oracle、Microsoft SQL Server等。

如果应用程序需要操作数据（比如将用户注册信息永久存放起来），那么我们需要在应用程序中编写原生sql语句，然后使用pymysql模块远程操作mysql数据库，详见图一^①

但是直接编写原生sql语句会存在两方面的问题，严重影响开发效率，如下

• sql语句的执行效率：应用开发程序员需要耗费一大部分精力去优化sql语句
• 数据库迁移：针对mysql开发的sql语句无法直接应用到oracle数据库上，一旦需要迁移数据库，便需要考虑跨平台问题

为了解决上述问题，django引入了ORM的概念，ORM全称Object Relational Mapping，即对象关系映射，是在pymysq之上又进行了一层封装，对于数据的操作，我们无需再去编写原生sql，取代代之的是基于面向对象的思想去编写类、对象、调用相应的方法等，ORM会将其转换/映射成原生SQL然后交给pymysql执行，详见图二^②

图片一  图片二 如此，开发人员既不用再去考虑原生SQL的优化问题，也不用考虑数据库迁移的问题，ORM都帮我们做了优化且支持多种数据库，这极大地提升了我们的开发效率，下面就让我们来详细学习ORM的使用吧

查询数据层次图解：如果操作mysql，ORM是在pymysq之上又进行了一层封装

• MVC或者MTV框架中包括一个重要的部分，就是ORM，它实现了数据模型与数据库的解耦，即数据模型的设计不需要依赖于特定的数据库，通过简单的配置就可以轻松更换数据库，这极大的减轻了开发人员的工作量，不需要面对因数据库变更而导致的无效劳动
• ORM是“对象-关系-映射”的简称。

# sql中的表                                                      

# 创建表:
CREATE TABLE employee(                                     
    id INT PRIMARY KEY auto_increment ,                    
    name VARCHAR (20),                                      
    gender BIT default 1,                                  
    birthday DATA ,                                         
    department VARCHAR (20),                                
    salary DECIMAL (8,2) unsigned,                          
);

#sql中的表纪录

# 添加一条表纪录:
INSERT employee (name,gender,birthday,salary,department)
VALUES   ("alex",1,"1985-12-12",8000,"保洁部");               

# 查询一条表纪录:
SELECT * FROM employee WHERE age=24;                               

# 更新一条表纪录:
UPDATE employee SET birthday="1989-10-24" WHERE id=1;              

# 删除一条表纪录:
DELETE FROM employee WHERE name="alex"                             


# python的类
class Employee(models.Model):
    id=models.AutoField(primary_key=True)
    name=models.CharField(max_length=32)
    gender=models.BooleanField()
    birthday=models.DateField()
    department=models.CharField(max_length=32)
    salary=models.DecimalField(max_digits=8,decimal_places=2)


# python的类对象
#添加一条表纪录:
emp=Employee(name="alex",gender=True,birthday="1985-12-12",epartment="保洁部")

emp.save()

# 查询一条表纪录:
Employee.objects.filter(age=24)

# 更新一条表纪录:
Employee.objects.filter(id=1).update(birthday="1989-10-24")

# 删除一条表纪录:
Employee.objects.filter(name="alex").delete()

二 单表操作

创建表

1 创建模型

创建名为book的app，在book下的models.py中创建模型：

from django.db import models

# Create your models here.
class Book(models.Model):
    id = models.AutoField(primary_key=True)
    name = models.CharField(max_length=64)
    pub_data = models.DateField()
    price = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2)
    publish = models.CharField(max_length=12)
    def __str__(self):
        return self.name

2 更多字段和参数

每个字段有一些特有的参数，例如，CharField需要max_length参数来指定VARCHAR数据库字段的大小。还有一些适用于所有字段的通用参数。 这些参数在文档中有详细定义，这里我们只简单介绍一些最常用的：

AutoField(Field)
	- int自增列，必须填入参数 primary_key=True

BigAutoField(AutoField)
	- bigint自增列，必须填入参数 primary_key=True
注：当model中如果没有自增列，则自动会创建一个列名为id的列

from django.db import models
class UserInfo(models.Model):
	# 自动创建一个列名为id的且为自增的整数列
	username = models.CharField(max_length=32)

class Group(models.Model):
    # 自定义自增列
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    name = models.CharField(max_length=32)

SmallIntegerField
	(IntegerField):
	- 小整数 -32768 ～ 32767

PositiveSmallIntegerField
	(PositiveIntegerRelDbTypeMixin, IntegerField)
	- 正小整数 0 ～ 32767
IntegerField
	(Field)
	- 整数列(有符号的) -2147483648 ～ 2147483647

PositiveIntegerField
	(PositiveIntegerRelDbTypeMixin, IntegerField)
	- 正整数 0 ～ 2147483647

BigIntegerField
	(IntegerField):
	- 长整型(有符号的) -9223372036854775808 ～ 9223372036854775807


自定义无符号整数字段
class UnsignedIntegerField(models.IntegerField):
	def db_type(self, connection):
		return 'integer UNSIGNED'


PS: 返回值为字段在数据库中的属性，Django字段默认的值为：
'AutoField': 'integer AUTO_INCREMENT',
'BigAutoField': 'bigint AUTO_INCREMENT',
'BinaryField': 'longblob',
'BooleanField': 'bool',
'CharField': 'varchar(%(max_length)s)',
'CommaSeparatedIntegerField': 'varchar(%(max_length)s)',
'DateField': 'date',
'DateTimeField': 'datetime',
'DecimalField': 'numeric(%(max_digits)s, %(decimal_places)s)',
'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)',

BooleanField
	(Field)
	- 布尔值类型

NullBooleanField
    (Field):
    - 可以为空的布尔值

CharField
	(Field)
    - 字符类型
    - 必须提供max_length参数， max_length表示字符长度

TextField
	(Field)
	- 文本类型

EmailField
	(CharField)：
	- 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证机制

IPAddressField
	(Field)
	- 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证IPV4机制

GenericIPAddressField
	(Field)
- 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证 Ipv4和Ipv6
- 参数：
	protocol，用于指定Ipv4或Ipv6，'both',"ipv4","ipv6",
	"unpack_ipv4"，如果指定为True，则输入::ffff:192.0.2.1时候,
	可解析为192.0.2.1，开启刺功能，需要protocol="both"

URLField
	(CharField)
	- 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证 URL

SlugField
	(CharField)
	- 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供验证支持 字母、数字、下划线、连接符（减号）

CommaSeparatedIntegerField
	(CharField)
	- 字符串类型，格式必须为逗号分割的数字

UUIDField
    (Field)
    - 字符串类型，Django Admin以及ModelForm中提供对UUID格式的验证

FilePathField
    (Field)
    - 字符串，Django Admin以及ModelForm中提供读取文件夹下文件的功能
    - 参数：
        path,                      文件夹路径
        match=None,                正则匹配
        recursive=False,           递归下面的文件夹
        allow_files=True,          允许文件
        allow_folders=False,       允许文件夹

FileField
    (Field)
    - 字符串，路径保存在数据库，文件上传到指定目录
    - 参数：
    upload_to = ""      上传文件的保存路径
    storage = None      存储组件，默认
    
django.core.files.storage.FileSystemStorage

ImageField
    (FileField)
    - 字符串，路径保存在数据库，文件上传到指定目录
    - 参数：
    upload_to = ""      上传文件的保存路径
    storage = None      存储组件，默认
    
django.core.files.storage.FileSystemStorage
	width_field=None,上传图片的高度保存的数据库字段名（字符串）
	height_field=None 上传图片的宽度保存的数据库字段名（字符串）

DateTimeField
    (DateField)
    - 日期+时间格式 YYYY-MM-DD HH:MM[:ss[.uuuuuu]][TZ]

DateField
    (DateTimeCheckMixin, Field)
    - 日期格式      YYYY-MM-DD

TimeField
    (DateTimeCheckMixin, Field)
    - 时间格式      HH:MM[:ss[.uuuuuu]]

    DurationField(Field)
        - 长整数，时间间隔，数据库中按照bigint存储，
		  ORM中获取的值为datetime.timedelta类型

FloatField
    (Field)
    - 浮点型

DecimalField
    (Field)
    - 10进制小数
    - 参数：
    max_digits，小数总长度
    decimal_places，小数位长度

BinaryField
    (Field)
    - 二进制类型

(1)null
如果为True，Django 将用NULL 来在数据库中存储空值。 默认值是 False.

(2)blank
如果为True，该字段允许不填。默认为False。
要注意，这与 null 不同。null纯粹是数据库范畴的，而 blank 是数据验证范畴的。
如果一个字段的blank=True，表单的验证将允许该字段是空值。如果字段的blank=False，该字段就是必填的。

(3)default
字段的默认值。可以是一个值或者可调用对象。如果可调用 ，每有新对象被创建它都会被调用。

(4)primary_key
如果为True，那么这个字段就是模型的主键。如果你没有指定任何一个字段的primary_key=True，
Django 就会自动添加一个IntegerField字段做为主键，所以除非你想覆盖默认的主键行为，
否则没必要设置任何一个字段的primary_key=True。

(5)unique
如果该值设置为 True, 这个数据字段的值在整张表中必须是唯一的

(6)choices
由二元组组成的一个可迭代对象（例如，列表或元组），用来给字段提供选择项。 如果设置了choices ，默认的表单将是一个选择框而不是标准的文本框，<br>而且这个选择框的选项就是choices 中的选项。

class UserInfo(models.Model):
	nid = models.AutoField(primary_key=True)
	username = models.CharField(max_length=32)
	
	class Meta:
	# 数据库中生成的表名称 默认 app名称 + 下划线 + 类名
	db_table = "table_name"

    # 联合索引
    index_together = [
    ("pub_date", "deadline"),
    ]

    # 联合唯一索引
    unique_together = (("driver", "restaurant"),)

    # admin中显示的表名称
    verbose_name

    # verbose_name加s
    verbose_name_plural

3 settings配置

若想将模型转为mysql数据库中的表，需要在settings中配置：

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'Library',
        'USER': 'root',
        'PASSWORD': '123456',
        'HOST': '127.0.0.1',
        'PORT': 3306,
        'ATOMIC_REQUEST': True,
        'OPTIONS': {
            "init_command": "SET storage_engine=MyISAM",
        }
    }
}

'''
'NAME':要连接的数据库，连接前需要创建好
'USER':连接数据库的用户名
'PASSWORD':连接数据库的密码
'HOST':连接主机，默认本机
'PORT':端口 默认3306
'ATOMIC_REQUEST': True,
    设置为True统一个http请求对应的所有sql都放在一个事务中执行
    （要么所有都成功，要么所有都失败）。是全局性的配置， 如果要
    对某个http请求放水（然后自定义事务），可以用
    non_atomic_requests修饰器

'OPTIONS': {
             "init_command": "SET storage_engine=MyISAM",
            }
设置创建表的存储引擎为MyISAM，INNODB
'''

注意1：NAME即数据库的名字，在mysql连接前该数据库必须已经创建，而上面的sqlite数据库下的db.sqlite3则是项目自动创建 USER和PASSWORD分别是数据库的用户名和密码。设置完后，再启动我们的Django项目前，我们需要激活我们的mysql。然后，启动项目，会报错：no module named MySQLdb 。这是因为django默认你导入的驱动是MySQLdb，可是MySQLdb 对于py3有很大问题，所以我们需要的驱动是PyMySQL 所以，我们只需要找到项目名文件下的__init__,在里面写入：

import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()

最后通过两条数据库迁移命令即可在指定的数据库中创建表 ：

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

注意2:确保配置文件中的INSTALLED_APPS中写入我们创建的app名称

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    "book"
]

注意3:如果报错如下：

django.core.exceptions.ImproperlyConfigured: mysqlclient 1.3.3 or newer is required; you have 0.7.11.None
MySQLclient目前只支持到python3.4，因此如果使用的更高版本的python，需要修改如下：

通过查找路径C:\Programs\Python\Python36-32\Lib\site-packages\Django-2.0-py3.6.egg\django\db\backends\mysql
这个路径里的文件把

if version < (1, 3, 3):
     raise ImproperlyConfigured("mysqlclient 1.3.3 or newer is required; you have %s" % Database.__version__)
注释掉就可以了

注意4: 如果想打印orm转换过程中的sql，需要在settings中进行如下配置：

LOGGING = {
    'version': 1,
    'disable_existing_loggers': False,
    'handlers': {
        'console':{
            'level':'DEBUG',
            'class':'logging.StreamHandler',
        },
    },
    'loggers': {
        'django.db.backends': {
            'handlers': ['console'],
            'propagate': True,
            'level':'DEBUG',
        },
    }
}

4 增加，删除字段

删除，直接注释掉字段，执行数据库迁移命令即可

新增字段，在类里直接新增字段，直接执行数据库迁移命令会提示输入默认值，此时需要设置

publish = models.CharField(max_length=12,default='人民出版社',null=True)
 

注意：

1. 数据库迁移记录都在 app01下的migrations里

2. 使用showmigrations命令可以查看没有执行migrate的文件

3. makemigrations是生成一个文件，migrate是将更改提交到数据量

添加表纪录

**方式1 **

# create方法的返回值book_obj就是插入book表中的python葵花宝典这本书籍纪录对象

book_obj=Book.objects.create(title="python葵花宝典",state=True,price=100,publish="苹果出版社",pub_date="2012-12-12")

方式2

book_obj=Book(title="python葵花宝典",state=True,price=100,publish="苹果出版社",pub_date="2012-12-12")

book_obj.save()

查询表纪录

查询API

复制代码
<1> all():              查询所有结果

<2> filter(**kwargs):   它包含了与所给筛选条件相匹配的对象

<3> get(**kwargs):      返回与所给筛选条件相匹配的对象，
						返回结果有且只有一个，如果符合筛
						选条件的对象超过一个或者没有都会
						抛出错误。

<4> exclude(**kwargs):  它包含了与所给筛选条件不匹配的对象

<5> order_by(*field):   对查询结果排序('-id')

<6> reverse():          对查询结果反向排序

<8> count():            返回数据库中匹配查询(QuerySet)的对象数量。

<9> first():            返回第一条记录

<10> last():            返回最后一条记录

<11> exists():          如果QuerySet包含数据，就返回True，
						否则返回False

<12> values(*field):    返回一个ValueQuerySet——一个特殊的QuerySet
						运行后得到的并不是一系列model的实例化对象，
						而是一个可迭代的字典序列
							
<13> values_list(*field):它与values()非常相似，它返回的是一个元组序列，							values返回的是一个字典序列

<14> distinct():        从返回结果中剔除重复纪录

# 食用方法,逐行解开,逐行看打印结果
def index(request):
    # 添加表记录+++++++++++++++++++++
    # 方式一
    # book=Book(name='红楼梦',pub_data='2015-10-12',
    #			price=88,publish='nb出版社')
    # 			book.save()
    
    # 方式二
    # Book.objects.create(name='Python红宝书',
    #                      pub_data='2010-10-12',
    #                      price=100,publish='人民出版社')
    
    # 查询表记录+++++++++++++++++++++++
    # QUerySet数据类型（类似于一个列表，里面放着一些对象）
    # 1 方法的返回值是什么
    # 2 方法的调用者
    # (1) all方法 返回一个QuerySet对象
    # book_list=Book.objects.all()
    # print(book_list[1].name)
    # print(book_list)
    # for obj in book_list:
    #     print(obj.name)
    # (2)first last：调用者是queryset对象，返回值是对象
    # book=Book.objects.all().first()
    # book2=Book.objects.all().last()
    # print(book)
    # print(book2)
    # (3) filter  返回值是queryset对象(相当于where语句)
    # 可以加多个过滤条件
    # book=Book.objects.filter(name='红楼梦').first()
    # print(book)
    # (4)get方法 有且只有一个查询结果才有意义 返回值是一个对象
    # book=Book.objects.get(name='红楼梦')
    # print(book)
    # 直接报错
    # book = Book.objects.get(name='红楼梦eee')
    #
    # --------------最常用-----------------
    # (5)exclude 除了查询之外的 返回值也是queryset
    # ret=Book.objects.exclude(name='红楼梦')
    # print(ret)
    # （6）order_by(默认升序，加个- 就是降序),可以多个
	# 		 过滤条件调用者是queryset返回值也是queryset
    # book_list=Book.objects.all().order_by('id')
    # book_list=Book.objects.all().order_by('-id','price')
    # print(book_list)
    # （7）count() 调用者是queryset，返回值是int
    # ret=Book.objects.all().count()
    # print(ret)
    # (8)exist()判断是是否有值，不能传参数，
    # ret=Book.objects.all().exists()
    # print(ret)
    # （9）values方法
    # 查询所有书籍的名称(里面传的值，前提是表有这个字段)也是
	#					queryset但是里面放的是字典
	
    '''
    values原理
    temp=[]
    for obj in Book.objects.all():
        temp.append({'name':obj.name})
    '''
    # ret=Book.objects.all().values('name')
    # print(ret)
    # 不加.all()也可以,调用是queryset返回值也是queryset
    # ret=Book.objects.values('price')
    # print(ret)
    # （10）value_list
    # ret=Book.objects.all().values_list('price','name')
    # print(ret)
    # (11) distinct  seletc * 的时候没有意义
    # SELECT DISTINCT name from app01_book;
    # 没有任何意义，不要这样么用
    # Book.objects.all().distinct()
    # ret=Book.objects.all().values('name').distinct()
    # print(ret)

    # 双下划线模糊查询-----------------------
    # 查询价格大于100的书
    # ret=Book.objects.filter(price__gt=100)
    # print(ret)
    # 查询大于50小于100的书
    # ret=Book.objects.filter(price__gt=50,price__lt=100)
    # print(ret)
    # 查询已红楼开头的书
    # ret=Book.objects.filter(name__startswith='红楼')
    # print(ret)
    # 查询包含‘红’的书
    # ret= Book.objects.filter(name__contains='红')
    # print(ret)
    # icontains  不区分大小写
    # 价格在50，88，100 中的
    # ret=Book.objects.filter(price__in=[50,88,100])
    # print(ret)
    # 出版日期在2018年的
    # ret=Book.objects.filter(pub_data__year=2015,pub_data__month=2)
    # print(ret)
    
    
    # 删除，修改------------------------
    # delete：调用者可以是queryset也可以是model对象
    # 删除价格为188的书有返回值 (1, {'app01.Book': 1}) 
    # 删除的个数，那张表，记录数
    # ret=Book.objects.filter(price=188).delete()
    # print(ret)
    # ret=Book.objects.filter(price=100).first().delete()
    # print(ret)

    # 修改 update只能queryset来调用 返回值为int
    # ret=Book.objects.filter(name='红楼梦1').update(name='红楼梦')
    # print(ret)
    # 报错
    # Book.objects.filter(name='红楼梦').first().update(name='红楼梦1')

    # ret=Book.objects.filter(name='红楼梦1').first()
    # print(ret.delete())
    # aa=Publish.objects.filter(name='人民出版社')
    # print(type(aa))
    # aa.delete()


    return HttpResponse('ok')

基于双下划线的模糊查询

Book.objects.filter(price__in=[100,200,300])
Book.objects.filter(price__gt=100)
Book.objects.filter(price__lt=100)
Book.objects.filter(price__gte=100)
Book.objects.filter(price__lte=100)
Book.objects.filter(price__range=[100,200])
Book.objects.filter(title__contains="python")
Book.objects.filter(title__icontains="python")
Book.objects.filter(title__startswith="py")
Book.objects.filter(pub_date__year=2012)

删除表纪录

删除方法就是 delete()。它运行时立即删除对象而不返回任何值。例如：

model_obj.delete()

你也可以一次性删除多个对象。每个 QuerySet 都有一个 delete() 方法，它一次性删除 QuerySet 中所有的对象。

例如，下面的代码将删除 pub_date 是2005年的 Entry 对象：

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

在 Django 删除对象时，会模仿 SQL 约束 ON DELETE CASCADE 的行为，换句话说，删除一个对象时也会删除与它相关联的外键对象。例如：

b = Blog.objects.get(pk=1)
# This will delete the Blog and all of its Entry objects.
b.delete() 

要注意的是： delete() 方法是 QuerySet 上的方法，但并不适用于 Manager 本身。这是一种保护机制，是为了避免意外地调用 Entry.objects.delete() 方法导致 所有的 记录被误删除。如果你确认要删除所有的对象，那么你必须显式地调用：

Entry.objects.all().delete()　

如果不想级联删除，可以设置为:

pubHouse = models.ForeignKey(to='Publisher', on_delete=models.SET_NULL, blank=True, null=True)

修改表纪录

Book.objects.filter(title__startswith="py").update(price=120)

此外，update()方法对于任何结果集（QuerySet）均有效，这意味着你可以同时更新多条记录update()方法会返回一个整型数值，表示受影响的记录条数。

三 在Python脚本中调用Django环境

import os
if __name__ == '__main__':
    os.environ.setdefault("DJANGO_SETTINGS_MODULE", "untitled15.settings")
    import django
    django.setup()

    from app01 import models

    books = models.Book.objects.all()
    print(books)

四 Django终端打印SQL语句

LOGGING = {
    'version': 1,
    'disable_existing_loggers': False,
    'handlers': {
        'console':{
            'level':'DEBUG',
            'class':'logging.StreamHandler',
        },
    },
    'loggers': {
        'django.db.backends': {
            'handlers': ['console'],
            'propagate': True,
            'level':'DEBUG',
        },
    }
}