Django中的Model继承

 

Django中的Model继承

 

Django 中的 model 继承和 Python 中的类继承非常相似，只不过你要选择具体的实现方式：让父 model 拥有独立的数据库；还是让父 model 只包含基本的公共信息，而这些信息只能由子 model 呈现。

Django中有三种继承关系：

1.通常，你只是想用父 model 来保存那些你不想在子 model 中重复录入的信息。父类是不使用的也就是不生成单独的数据表，这种情况下使用抽象基类继承 Abstract base classes。

2.如果你想从现有的Model继承并让每个Model都有自己的数据表，那么使用多重表继承Multi-table inheritance。

3.最后，如果你只想在 model 中修改 Python-level 级的行为，而不涉及字段改变。 代理 model (Proxy models) 适用于这种场合。

 Abstract base classes

如果你想把某些公共信息添加到很多 model 中，抽象基类就显得非常有用。你编写完基类之后，在 Meta 内嵌类中设置 abstract=True ，该类就不能创建任何数据表。然而如果将它做为其他 model 的基类，那么该类的字段就会被添加到子类中。抽象基类和子类如果含有同名字段，就会导致错误(Django 将抛出异常)。

class CommonInfo(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    age = models.PositiveIntegerField()

    class Meta:
        abstract = True

class Student(CommonInfo):
    home_group = models.CharField(max_length=5)

sqlall结果:

CREATE TABLE "myapp_student" (
    "id" integer NOT NULL PRIMARY KEY,
    "name" varchar(100) NOT NULL,
    "age" integer unsigned NOT NULL,
    "home_group" varchar(5) NOT NULL
)

只为Student model 生成了数据表，而CommonInfo不能做为普通的 Django model 使用，因为它是一个抽象基类。他即不生成数据表，也没有 manager ，更不能直接被实例化和保存。

对很多应用来说，这种继承方式正是你想要的。它提供一种在 Python 语言层级上提取公共信息的方式，但在数据库层级上，每个子类仍然只创建一个数据表，在JPA中称作TABLE_PER_CLASS。这种方式下，每张表都包含具体类和继承树上所有父类的字段。因为多个表中有重复字段，从整个继承树上来说，字段是冗余的。

Meta继承

创建抽象基类的时候，Django 会将你在基类中所声明的有效的 Meta 内嵌类做为一个属性。如果子类没有声明它自己的 Meta 内嵌类，它就会继承父类的 Meta 。子类的 Meta 也可以直接继承父类的 Meta 内嵌类，对其进行扩展。例如：

class CommonInfo(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    age = models.PositiveIntegerField()
    class Meta:
        abstract = True
        ordering = ['name']

class Student(CommonInfo):
    home_group = models.CharField(max_length=5)
    class Meta(CommonInfo.Meta):
        db_table = 'student_info'

sqlall结果：

CREATE TABLE "student_info" (
    "id" integer NOT NULL PRIMARY KEY,
    "name" varchar(100) NOT NULL,
    "age" integer unsigned NOT NULL,
    "home_group" varchar(5) NOT NULL
)

按照我们指定的名称student_info生成了table。

继承时，Django 会对基类的 Meta 内嵌类做一个调整：在安装 Meta 属性之前，Django 会设置 abstract=False。 这意味着抽象基类的子类不会自动变成抽象类。当然，你可以让一个抽象类继承另一个抽象基类，不过每次都要显式地设置 abstract=True 。

对于抽象基类而言，有些属性放在 Meta 内嵌类里面是没有意义的。例如，包含 db_table 将意味着所有的子类(是指那些没有指定自己的 Meta 内嵌类的子类)都使用同一张数据表，一般来说，这并不是我们想要的。

小心使用 related_name (Be careful with related_name)

如果你在 ForeignKey 或 ManyToManyField 字段上使用 related_name 属性，你必须总是为该字段指定一个唯一的反向名称。但在抽象基类上这样做就会引发一个很严重的问题。因为 Django 会将基类字段添加到每个子类当中，而每个子类的字段属性值都完全相同 (这里面就包括 related_name)。注：这样使用 ForeignKey 或 ManyToManyField 反向指定时就无法确定是指向哪个子类了。

当你在(且仅在)抽象基类中使用 related_name 时，如果想绕过这个问题，就要在属性值中包含  '%(app_label)s' 和 '%(class)s'字符串。

1.'%(class)s'会被子类的名字取代。

2.'%(app_label)s'会被子类所在的app的名字所取代。

举例，在app common中，common/models.py：

class Base(models.Model):
    m2m = models.ManyToManyField(OtherModel, related_name="%(app_label)s_%(class)s_related")

    class Meta:
        abstract = True

class ChildA(Base):
    pass

class ChildB(Base):
    pass

在另外一个app中，rare/models.py：

class ChildB(Base):
    pass

那么common.ChildA.m2m字段的反向名称为common_childa_related, common.ChildB.m2m字段的反向名称为common_childb_related, rare app中rare.ChildB.m2m字段的反向名称为rare_childb_related.

如果你没有在抽象基类中为某个关联字段定义 related_name 属性，那么默认的反向名称就是子类名称加上 '_set'，它能否正常工作取决于你是否在子类中定义了同名字段。例如，在上面的代码中，如果去掉 related_name 属性，在 ChildA 中，m2m 字段的反向名称就是 childa_set；而 ChildB 的 m2m 字段的反向名称就是 childb_set 。

多表继承(Multi-table inheritance)

这是 Django 支持的第二种继承方式。使用这种继承方式时，同一层级下的每个子 model 都是一个真正意义上完整的 model 。每个子 model 都有专属的数据表，都可以查询和创建数据表。继承关系在子 model 和它的每个父类之间都添加一个链接 (通过一个自动创建的 OneToOneField 来实现)。 例如：

class Place(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    address = models.CharField(max_length=80)

class Restaurant(Place):
    serves_hot_dogs = models.BooleanField()
    serves_pizza = models.BooleanField()

sqlall:

BEGIN;
CREATE TABLE "myapp_place" (
    "id" integer NOT NULL PRIMARY KEY,
    "name" varchar(50) NOT NULL,
    "address" varchar(80) NOT NULL
)
;
CREATE TABLE "myapp_restaurant" (
    "place_ptr_id" integer NOT NULL PRIMARY KEY REFERENCES "myapp_place" ("id"),

    "serves_hot_dogs" bool NOT NULL,
    "serves_pizza" bool NOT NULL
)
;

COMMIT;

父类和子类都生成了单独的数据表，Restaurant中存储了Place的id，也就是通过OneToOneField链接在一起。继承关系通过表的JOIN操作来表示。在JPA中称作JOINED。这种方式下，每个表只包含类中定义的字段，不存在字段冗余，但是要同时操作子类和所有父类所对应的表。

Place 里面的所有字段在 Restaurant 中也是有效的，只不过数据保存在另外一张数据表当中。所以下面两个语句都是可以运行的：

>>> Place.objects.filter(name="Bob's Cafe")
>>> Restaurant.objects.filter(name="Bob's Cafe")

如果你有一个 Place，那么它同时也是一个 Restaurant， 那么你可以使用子 model 的小写形式从 Place 对象中获得与其对应的 Restaurant 对象：

>>> p = Place.objects.filter(name="Bob's Cafe")
# If Bob's Cafe is a Restaurant object, this will give the child class:
>>> p.restaurant
<Restaurant: ...>

但是，如果上例中的 p 并不是 Restaurant (比如它仅仅只是 Place 对象，或者它是其他类的父类)，那么在引用 p.restaurant 就会抛开Restaurant.DoesNotExist 异常：

>>> from myapp.models import Place,Restaurant
>>> p=Place.objects.create(name='Place',address='Place')
>>> p.restaurant
DoesNotExist: Place has no restaurant.

也就是说，创建Place实例的同时不会创建Restaurant，但是创建Restaurant实例的同时会创建Place实例：

>>>Restaurant.objects.create(name='M',address='M',serves_hot_dogs=True,serves_pizza=True)
<Restaurant: Restaurant object>
>>> Place.objects.get(name='M')
<Place: Place object>

多表继承中的Meta (Meta and multi-table inheritance)

在多表继承中，子类继承父类的 Meta 内嵌类是没什么意见的。所有的 Meta 选项已经对父类起了作用，再次使用只会起反作用。(这与使用抽象基类的情况正好相反，因为抽象基类并没有属于它自己的内容)

所以子 model 并不能访问它父类的 Meta 内嵌类。但是在某些受限的情况下，子类可以从父类继承某些 Meta ：如果子类没有指定 django.db.models.Options.ordering 属性或 django.db.models.Options.get_latest_by 属性，它就会从父类中继承这些属性。

如果父类有了排序设置，而你并不想让子类有任何排序设置，你就可以显式地禁用排序：

class ChildModel(ParentModel):
    # ...
    class Meta:
        # Remove parent's ordering effect
        ordering = []

继承与反向关联(Inheritance and reverse relations)

因为多表继承使用了一个隐含的 OneToOneField 来链接子类与父类，所以象上例那样，你可以用父类来指代子类。但是这个 OnetoOneField 字段默认的 related_name 值与 django.db.models.fields.ForeignKey 和 django.db.models.fields.ManyToManyField 默认的反向名称相同。如果你与其他 model 的子类做多对一或是多对多关系，你就必须在每个多对一和多对多字段上强制指定 related_name 。如果你没这么做，Django 就会在你运行 验证(validate) 或 同步数据库(syncdb) 时抛出异常。

例如，仍以上面 Place 类为例，我们创建一个带有 ManyToManyField 字段的子类：

class Supplier(Place):
    # Must specify related_name on all relations.
    customers = models.ManyToManyField(Restaurant, related_name='provider')

指定链接父类的字段(Specifying the parent link field)

之前我们提到，Django 会自动创建一个 OneToOneField 字段将子类链接至非抽象的父 model 。如果你想指定链接父类的属性名称，你可以创建你自己的 OneToOneField 字段并设置 parent_link=True ，从而使用该字段链接父类。

代理model (Proxy models)

使用 多表继承(multi-table inheritance) 时，model 的每个子类都会创建一张新数据表，通常情况下，这正是我们想要的操作。这是因为子类需要一个空间来存储不包含在基类中的字段数据。但有时，你可能只想更改 model 在 Python 层的行为实现。比如：更改默认的 manager ，或是添加一个新方法。

而这，正是代理 model 继承方式要做的：为原始 model 创建一个代理(proxy)。你可以创建，删除，更新代理 model 的实例，而且所有的数据都可以象使用原始 model 一样被保存。不同之处在于：你可以在代理 model 中改变默认的排序设置和默认的 manager ，更不会对原始 model 产生影响。

声明代理 model 和声明普通 model 没有什么不同。设置Meta 内置类中 proxy 的值为 True，就完成了对代理 model 的声明。

举个例子，假设你想给 Django 自带的标准 User model (它被用在你的模板中)添加一个方法：

class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=30)
    last_name = models.CharField(max_length=30)

class MyPerson(Person):
    class Meta:
        proxy = True

    def do_something(self):
        # ...
        pass

sqlall：

CREATE TABLE "myapp_person" (
    "id" integer NOT NULL PRIMARY KEY,
    "first_name" varchar(30) NOT NULL,
    "last_name" varchar(30) NOT NULL
)
;

MyPerson 类和它的父类 Person操作同一个数据表。特别的是，Person 的任何实例也可以通过 MyPerson 访问，反之亦然：

>>> p = Person.objects.create(first_name="foobar")
>>> MyPerson.objects.get(first_name="foobar")
<MyPerson: foobar>

你也可以使用代理 model 给 model 定义不同的默认排序设置。Django 自带的 User model 没有定义排序设置(这是故意为之，是因为排序开销极大，我们不想在获取用户时浪费额外资源)。你可以利用代理对 username 属性进行排序，这很简单：

class OrderedPerson(Person):
    class Meta:
        ordering = ["last_name"]
        proxy = True

普通的 User 查询，其结果是无序的；而 OrderedUser 查询的结果是按 username 排序。

查询集只返回请求时所使用的 model (Querysets still return the model that was requested)

无论你何时查询Person 对象，Django 都不会返回 MyPerson 对象。针对 Person 对象的查询集只返回 Person 对象。代理对象的精要就在于依赖原始 User 的代码仅对它自己有效，而你自己的代码就使用你扩展的内容。不管你怎么改动，都不会在查询 Person 时得到 MyPerson。

基类的限制(Base class restrictions)

代理 model 必须继承自一个非抽象基类。你不能继承自多个非抽象基类，这是因为一个代理 model 不能连接不同的数据表。代理 model 也可以继承任意多个抽象基类，但前提是它们没有定义任何 model 字段。

代理 model 从非抽象基类中继承那些未在代理 model 定义的 Meta 选项。

代理 model 的 manager (Proxy model managers)

如果你没有在代理 model 中定义任何 manager ，代理 model 就会从父类中继承 manager 。如果你在代理 model 中定义了一个 manager ，它就会变成默认的 manager ，不过定义在父类中的 manager 仍是有效的。

继续上面的例子，你可以改变默认 manager，例如：

class NewManager(models.Manager):
    # ...
    pass

class MyPerson(Person):
    objects = NewManager()

    class Meta:
        proxy = True

如果你想给代理添加一个新的 manager ，却不想替换已有的默认 manager ，那么你可以参考 自定义 manager (custom manager) 中提到的方法：创建一个包含新 manager 的基类，然后放在主基类后面继承：

class ExtraManagers(models.Model):
    secondary = NewManager()

    class Meta:
        abstract = True

class MyPerson(Person, ExtraManagers):
    class Meta:
        proxy = True

你可能不需要经常这样做，但这样做是可行的。

代理 model 与非托管 model 之间的差异(Differences between proxy inheritance and unmanaged models)

代理 model 继承看上去和使用 Meta 内嵌类中的 managed 属性的非托管 model 非常相似。但两者并不相同，你应当考虑选用哪种方案。

一个不同之处是你可以在 Meta.managed=False 的 model 中定义字段(事实上，是必须指定，除非你真的想得到一个空 model )。在创建非托管 model 时要谨慎设置 Meta.db_table ，这是因为创建的非托管 model 映射某个已存在的 model ，并且有自己的方法。因此，如果你要保证这两个 model 同步并对程序进行改动，那么就会变得繁冗而脆弱。

另一个不同之处是两者对 manager 的处理方式不同。这对于代理 model 非常重要。代理 model 要与它所代理的 model 行为相似，所以代理 model 要继承父 model 的 managers ，包括它的默认 manager 。但在普通的多表继承中，子类不能继承父类的 manager ，这是因为在处理非基类字段时，父类的 manager 未必适用。

我们实现了这两种特性(Meta.proxy和Meta.unmanaged)之后，曾尝试把两者结合到一起。结果证明，宏观的继承关系和微观的 manager 揉在一起，不仅导致 API 复杂难用，而且还难以理解。由于任何场合下都可能需要这两个选项，所以目前二者仍是各自独立使用的。

所以，一般规则是：

1.如果你要镜像一个已有的 model 或数据表，且不想涉及所有的原始数据表的列，那就令 Meta.managed=False。通常情况下，对数据库视图创建 model 或是数据表不需要由 Django 控制时，就使用这个选项。
2.如果你想对 model 做 Python 层级的改动，又想保留字段不变，那就令 Meta.proxy=True。因此在数据保存时，代理 model 相当于完全复制了原始 model 的存储结构。

多重继承(Multiple inheritance)

和 Python 一样，Django 的 model 也可以做多重继承。这里要记住 Python 的名称解析规则。如果某个特定名称 (例如，Meta) 出现在第一个基类当中，那么子类就会使用第一个基类的该特定名称。例如，如果多重父类都包含 Meta 内嵌类，只有第一个基类的 Meta 才会被使用，其他的都被会忽略。

一般来说，你没必要使用多重继承。

不允许"隐藏"字段(Field name "hiding" is not permitted)

普通的 Python 类继承允许子类覆盖父类的任何属性。但在 Django 中，重写 Field 实例是不允许的(至少现在还不行)。如果基类中有一个 author 字段，你就不能在子类中创建任何名为 author 的字段。

重写父类的字段会导致很多麻烦，比如：初始化实例(指定在 Model.__init__ 中被实例化的字段) 和序列化。而普通的 Python 类继承机制并不能处理好这些特性。所以 Django 的继承机制被设计成与 Python 有所不同，这样做并不是随意而为的。

这些限制仅仅针对做为属性使用的 Field 实例，并不是针对 Python 属性，Python 属性仍是可以被重写的。在 Python 看来，上面的限制仅仅针对字段实例的名称：如果你手动指定了数据库的列名称，那么在多重继承中，你就可以在子类和某个父类当中使用同一个列名称。(因为它们使用的是两个不同数据表的字段)。

如果你在任何一个父类中重写了某个 model 字段，Django 都会抛出 FieldError 异常。