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orm框架

简介

o是object，也就类对象的意思，r是relation，翻译成中文是关系，也就是关系数据库中数据表的意思，m是mapping，是映射的意思。在orm框架中，它帮我们把类和数据表进行了一个映射，可以让我们通过类和类对象就能操作它所对应的表格中的数据。orm框架还有一个功能，它可以根据我们设计的类自动帮我们生成数据库中的表格，省去了我们自己建表的过程。

django中内嵌了orm框架，不需要直接面向数据库编程，而是定义模型类，通过模型类和对象完成数据表的增删改查操作。

使用django进行数据库开发的步骤如下：

配置数据库连接信息
在models.py中定义模型类
迁移
通过类和对象完成数据增删改查操作

配置

在settings.py中保存了数据库的连接配置信息，django默认初始配置使用sqlite数据库。

databases = {
    'default': {
        'engine': 'django.db.backends.sqlite3',
        'name': os.path.join(base_dir, 'db.sqlite3'),
    }
}

使用mysql数据库首先需要安装驱动程序
```
pip install pymysql
```
在django的工程同名子目录的init.py文件中添加如下语句
```
from pymysql import install_as_mysqldb
install_as_mysqldb()
```
作用是让django的orm能以mysqldb的方式来调用pymysql。

修改databases配置信息

databases = {
    'default': {
        'engine': 'django.db.backends.mysql',
        'host': '127.0.0.1',  # 数据库主机
        'port': 3306,  # 数据库端口
        'user': 'root',  # 数据库用户名
        'password': 'mysql',  # 数据库用户密码
        'name': 'django_demo'  # 数据库名字
    }
}

在mysql中创建数据库

create database django_demo default charset=utf8;

定义模型类

简介

模型类被定义在”应用/models.py”文件中。，模型类必须继承自model类，位于包django.db.models中。

定义

创建应用booktest，在models.py 文件中定义模型类。

from django.db import models
#定义图书模型类bookinfo
class bookinfo(models.model):
    btitle = models.charfield(max_length=20, verbose_name='名称')
    bpub_date = models.datefield(verbose_name='发布日期')
    bread = models.integerfield(default=0, verbose_name='阅读量')
    bcomment = models.integerfield(default=0, verbose_name='评论量')
    is_delete = models.booleanfield(default=false, verbose_name='逻辑删除')
    class meta:
        db_table = 'tb_books'  # 指明数据库表名
        verbose_name = '图书'  # 在admin站点中显示的名称
        verbose_name_plural = verbose_name  # 显示的复数名称
    def __str__(self):
        """定义每个数据对象的显示信息"""
        return self.btitle
#定义英雄模型类heroinfo
class heroinfo(models.model):
    gender_choices = (
        (0, 'male'),
        (1, 'female')
    )
    hname = models.charfield(max_length=20, verbose_name='名称') 
    hgender = models.smallintegerfield(choices=gender_choices, default=0, verbose_name='性别')  
    hcomment = models.charfield(max_length=200, null=true, verbose_name='描述信息') 
    hbook = models.foreignkey(bookinfo, on_delete=models.cascade, verbose_name='图书')  # 外键
    is_delete = models.booleanfield(default=false, verbose_name='逻辑删除')
    class meta:
        db_table = 'tb_heros'
        verbose_name = '英雄'
        verbose_name_plural = verbose_name
    def __str__(self):
        return self.hname

数据库表名

模型类如果未指明表名，django默认以 小写app应用名_小写模型类名 为数据库表名。

可通过db_table 指明数据库表名。
关于主键

django会为表创建自动增长的主键列，每个模型只能有一个主键列，如果使用选项设置某属性为主键列后django不会再创建自动增长的主键列。

默认创建的主键列属性为id，可以使用pk代替，pk全拼为primary key。
属性命名限制
- 不能是python的保留关键字。
- 不允许使用连续的下划线，这是由django的查询方式决定的。
- 定义属性时需要指定字段类型，通过字段类型的参数指定选项，语法如下：
```
属性=models.字段类型(选项)
```

字段类型

类型	说明
autofield	自动增长的integerfield，通常不用指定，不指定时django会自动创建属性名为id的自动增长属性
booleanfield	布尔字段，值为true或false
nullbooleanfield	支持null、true、false三种值
charfield	字符串，参数max_length表示最大字符个数
textfield	大文本字段，一般超过4000个字符时使用
integerfield	整数
decimalfield	十进制浮点数，参数max_digits表示总位数，参数decimal_places表示小数位数
floatfield	浮点数
datefield	日期，参数auto_now表示每次保存对象时，自动设置该字段为当前时间，用于”最后一次修改”的时间戳，它总是使用当前日期，默认为false；参数auto_now_add表示当对象第一次被创建时自动设置当前时间，用于创建的时间戳，它总是使用当前日期，默认为false; 参数auto_now_add和auto_now是相互排斥的，组合将会发生错误
timefield	时间，参数同datefield
datetimefield	日期时间，参数同datefield
filefield	上传文件字段
imagefield	继承于filefield，对上传的内容进行校验，确保是有效的图片

选项

选项	说明
null	如果为true，表示允许为空，默认值是false
blank	如果为true，则该字段允许为空白，默认值是false
db_column	字段的名称，如果未指定，则使用属性的名称
db_index	若值为true, 则在表中会为此字段创建索引，默认值是false
default	默认
primary_key	若为true，则该字段会成为模型的主键字段，默认值是false，一般作为autofield的选项使用
unique	如果为true, 这个字段在表中必须有唯一值，默认值是false

null是数据库范畴的概念，blank是表单验证范畴的

外键

在设置外键时，需要通过on_delete选项指明主表删除数据时，对于外键引用表数据如何处理，在django.db.models中包含了可选常量：
- cascade 级联，删除主表数据时连通一起删除外键表中数据
- protect 保护，通过抛出protectederror异常，来阻止删除主表中被外键应用的数据
- set_null 设置为null，仅在该字段null=true允许为null时可用
- set_default 设置为默认值，仅在该字段设置了默认值时可用
- set() 设置为特定值或者调用特定方法，如
```
from django.conf import settings
from django.contrib.auth import get_user_model
from django.db import models
def get_sentinel_user():
    return get_user_model().objects.get_or_create(username='deleted')[0]
class mymodel(models.model):
    user = models.foreignkey(
        settings.auth_user_model,
        on_delete=models.set(get_sentinel_user),
    )
```
- do_nothing 不做任何操作，如果数据库前置指明级联性，此选项会抛出integrityerror异常

迁移

将模型类同步到数据库中。

生成迁移文件
```
python manage.py makemigrations
```
同步到数据库中
```
python manage.py migrate
```

数据库操作

增加

增加数据有两种方法。

save，通过创建模型类对象，执行对象的save()方法保存到数据库中。

>>> from datetime import date
>>> book = bookinfo(
    btitle='西游记',
    bput_date=date(1988,1,1),
    bread=10,
    bcomment=10
)
>>> book.save()
>>> hero = heroinfo(
    hname='孙悟空',
    hgender=0,
    hbook=book
)
>>> hero.save()
>>> hero2 = heroinfo(
    hname='猪八戒',
    hgender=0,
    hbook_id=book.id
)
>>> hero2.save()

create，通过模型类.objects.create()保存。

>>> heroinfo.objects.create(
    hname='沙悟净',
    hgender=0,
    hbook=book
)
<heroinfo: 沙悟净>

查询

基本查询

get 查询单一结果，如果不存在会抛出模型类.doesnotexist异常。
all 查询多个结果。

count 查询结果数量。

>>> bookinfo.objects.all()
<queryset [<bookinfo: 射雕英雄传>, <bookinfo: 天龙八部>, <bookinfo: 笑傲江湖>, <bookinfo: 雪山飞狐>, <bookinfo: 西游记>]>
>>> book = bookinfo.objects.get(btitle='西游记')
>>> book.id
5
>>> bookinfo.objects.get(id=3)
<bookinfo: 笑傲江湖>
>>> bookinfo.objects.get(pk=3)
<bookinfo: 笑傲江湖>
>>> bookinfo.objects.get(id=100)
traceback (most recent call last):
  file "", line 1, in <module>
  file "/users/delron/.virtualenv/dj/lib/python3.6/site-packages/django/db/models/manager.py", line 85, in manager_method
    return getattr(self.get_queryset(), name)(*args, **kwargs)
  file "/users/delron/.virtualenv/dj/lib/python3.6/site-packages/django/db/models/query.py", line 380, in get
    self.model._meta.object_name
db.models.doesnotexist: bookinfo matching query does not exist.
>>> bookinfo.objects.count()
6

过滤查询

实现sql中的where功能，包括

filter 过滤出多个结果
exclude 排除掉符合条件剩下的结果
get 过滤单一结果

对于过滤条件的使用，上述三个方法相同，故仅以filter进行讲解。

过滤条件的表达语法如下：

属性名称__比较运算符=值
# 属性名称和比较运算符间使用两个下划线，所以属性名不能包括多个下划线

相等

exact：表示判等。

例：查询编号为1的图书。

bookinfo.objects.filter(id__exact=1)
可简写为：
bookinfo.objects.filter(id=1)

模糊查询

contains：是否包含。

如果要包含%无需转义，直接写即可。

例：查询书名包含’传’的图书。

bookinfo.objects.filter(btitle__contains='传')

startswith、endswith：以指定值开头或结尾。

例：查询书名以’部’结尾的图书

bookinfo.objects.filter(btitle__endswith='部')

以上运算符都区分大小写，在这些运算符前加上i表示不区分大小写，如iexact、icontains、istartswith、iendswith.

空查询

isnull：是否为null。

例：查询书名不为空的图书。

bookinfo.objects.filter(btitle__isnull=false)

范围查询

in：是否包含在范围内。

例：查询编号为1或3或5的图书

bookinfo.objects.filter(id__in=[1, 3, 5])

比较查询

gt 大于 (greater then)
gte 大于等于 (greater then equal)
lt 小于 (less then)
lte 小于等于 (less then equal)

例：查询编号大于3的图书

bookinfo.objects.filter(id__gt=3)

不等于的运算符，使用exclude()过滤器。

例：查询编号不等于3的图书

bookinfo.objects.exclude(id=3)

日期查询

year、month、day、week_day、hour、minute、second：对日期时间类型的属性进行运算。

例：查询1980年发表的图书。

bookinfo.objects.filter(bpub_date__year=1980)

例：查询1980年1月1日后发表的图书。

bookinfo.objects.filter(bpub_date__gt=date(1990, 1, 1))

f对象

之前的查询都是对象的属性与常量值比较，两个属性怎么比较呢？答：使用f对象，被定义在django.db.models中。

语法如下：

f(属性名)

例：查询阅读量大于等于评论量的图书。

from django.db.models import f
bookinfo.objects.filter(bread__gte=f('bcomment'))

可以在f对象上使用算数运算。

例：查询阅读量大于2倍评论量的图书。

bookinfo.objects.filter(bread__gt=f('bcomment') * 2)

q对象

多个过滤器逐个调用表示逻辑与关系，同sql语句中where部分的and关键字。

例：查询阅读量大于20，并且编号小于3的图书。

bookinfo.objects.filter(bread__gt=20,id__lt=3)
或
bookinfo.objects.filter(bread__gt=20).filter(id__lt=3)

如果需要实现逻辑或or的查询，需要使用q()对象结合|运算符，q对象被义在django.db.models中。

语法如下：

q(属性名__运算符=值)

例：查询阅读量大于20的图书，改写为q对象如下。

from django.db.models import q
bookinfo.objects.filter(q(bread__gt=20))

q对象可以使用&、|连接，&表示逻辑与，|表示逻辑或。

例：查询阅读量大于20，或编号小于3的图书，只能使用q对象实现

bookinfo.objects.filter(q(bread__gt=20) | q(pk__lt=3))

q对象前可以使用~操作符，表示非not。

例：查询编号不等于3的图书。

bookinfo.objects.filter(~q(pk=3))

聚合函数

使用aggregate()过滤器调用聚合函数。聚合函数包括：avg 平均，count 数量，max 最大，min 最小，sum 求和，被定义在django.db.models中。

例：查询图书的总阅读量。

from django.db.models import sum
bookinfo.objects.aggregate(sum('bread'))

注意aggregate的返回值是一个字典类型，格式如下：

  {'属性名__聚合类小写':值}
  如:{'bread__sum':3}

使用count时一般不使用aggregate()过滤器。

例：查询图书总数。

bookinfo.objects.count()

注意count函数的返回值是一个数字。

排序

使用order_by对结果进行排序

bookinfo.objects.all().order_by('bread')  # 升序
bookinfo.objects.all().order_by('-bread')  # 降序

关联查询

由一到多的访问语法：

一对应的模型类对象.多对应的模型类名小写_set 例：

b = bookinfo.objects.get(id=1)
b.heroinfo_set.all()

由多到一的访问语法:

多对应的模型类对象.多对应的模型类中的关系类属性名例：

h = heroinfo.objects.get(id=1)
h.hbook

访问一对应的模型类关联对象的id语法:

多对应的模型类对象.关联类属性_id

例：

h = heroinfo.objects.get(id=1)
h.hbook_id

关联过滤查询

由多模型类条件查询一模型类数据:

语法如下：

关联模型类名小写__属性名__条件运算符=值

注意：如果没有”__运算符”部分，表示等于。

例：

查询图书，要求图书英雄为”孙悟空”

bookinfo.objects.filter(heroinfo__hname='孙悟空')

查询图书，要求图书中英雄的描述包含”八”

bookinfo.objects.filter(heroinfo__hcomment__contains='八')

由一模型类条件查询多模型类数据:

语法如下：

一模型类关联属性名__一模型类属性名__条件运算符=值

注意：如果没有”__运算符”部分，表示等于。

例：

查询书名为“天龙八部”的所有英雄。

heroinfo.objects.filter(hbook__btitle='天龙八部')

查询图书阅读量大于30的所有英雄

heroinfo.objects.filter(hbook__bread__gt=30)

修改

修改更新有两种方法

save，修改模型类对象的属性，然后执行save()方法

hero = heroinfo.objects.get(hname='猪八戒')
hero.hname = '猪悟能'
hero.save()

update，使用模型类.objects.filter().update()，会返回受影响的行数
```
heroinfo.objects.filter(hname='沙悟净').update(hname='沙僧')
```

删除

删除有两种方法

模型类对象delete

hero = heroinfo.objects.get(id=13)
hero.delete()

模型类.objects.filter().delete()
```
heroinfo.objects.filter(id=14).delete()
```

查询集 queryset

概念

django的orm中存在查询集的概念。

查询集，也称查询结果集、queryset，表示从数据库中获取的对象集合。

当调用如下过滤器方法时，django会返回查询集（而不是简单的列表）：

all()：返回所有数据。
filter()：返回满足条件的数据。
exclude()：返回满足条件之外的数据。
order_by()：对结果进行排序。

对查询集可以再次调用过滤器进行过滤，如

bookinfo.objects.filter(bread__gt=30).order_by('bpub_date')

也就意味着查询集可以含有零个、一个或多个过滤器。过滤器基于所给的参数限制查询的结果。

从sql的角度讲，查询集与select语句等价，过滤器像where、limit、order by子句。

判断某一个查询集中是否有数据：

exists()：判断查询集中是否有数据，如果有则返回true，没有则返回false。

两大特性

惰性执行

创建查询集不会访问数据库，直到调用数据时，才会访问数据库，调用数据的情况包括迭代、序列化、与if合用

例如，当执行如下语句时，并未进行数据库查询，只是创建了一个查询集qs

qs = bookinfo.objects.all()

继续执行遍历迭代操作后，才真正的进行了数据库的查询

for book in qs:
    print(book.btitle)

缓存

使用同一个查询集，第一次使用时会发生数据库的查询，然后django会把结果缓存下来，再次使用这个查询集时会使用缓存的数据，减少了数据库的查询次数。

情况一：如下是两个查询集，无法重用缓存，每次查询都会与数据库进行一次交互，增加了数据库的负载。

from booktest.models import bookinfo
[book.id for book in bookinfo.objects.all()]
[book.id for book in bookinfo.objects.all()]

情况二：经过存储后，可以重用查询集，第二次使用缓存中的数据。

qs=bookinfo.objects.all()
[book.id for book in qs]
[book.id for book in qs]

限制查询集

可以对查询集进行取下标或切片操作，等同于sql中的limit和offset子句。

不支持负数索引。

对查询集进行切片后返回一个新的查询集，不会立即执行查询。

如果获取一个对象，直接使用[0]，等同于[0:1].get()，但是如果没有数据，[0]引发indexerror异常，[0:1].get()如果没有数据引发doesnotexist异常。

示例：获取第1、2项，运行查看。

qs = bookinfo.objects.all()[0:2]

管理器manager

简介

管理器是django的模型进行数据库操作的接口，django应用的每个模型类都拥有至少一个管理器。

我们在通过模型类的objects属性提供的方法操作数据库时，即是在使用一个管理器对象objects。当没有为模型类定义管理器时，django会为每一个模型类生成一个名为objects的管理器，它是models.manager类的对象。

自定义管理器

我们可以自定义管理器，并应用到我们的模型类上。

一旦为模型类指明自定义的过滤器后，django不再生成默认管理对象objects。

自定义管理器类主要用于两种情况：

修改原始查询集，重写all()方法。

打开booktest/models.py文件，定义类bookinfomanager

#图书管理器
class bookinfomanager(models.manager):
    def all(self):
        #默认查询未删除的图书信息
        #调用父类的成员语法为：super().方法名
        return super().filter(is_delete=false)

在模型类bookinfo中定义管理器

class bookinfo(models.model):
    ...
    books = bookinfomanager()

使用方法

bookinfo.books.all()

在管理器类中补充定义新的方法

打开booktest/models.py文件，定义方法create。

class bookinfomanager(models.manager):
    #创建模型类，接收参数为属性赋值
    def create_book(self, title, pub_date):
        #创建模型类对象self.model可以获得模型类
        book = self.model()
        book.btitle = title
        book.bpub_date = pub_date
        book.bread=0
        book.bcommet=0
        book.is_delete = false
        # 将数据插入进数据表
        book.save()
        return book

为模型类bookinfo定义管理器books语法如下

class bookinfo(models.model):
      ...
    books = bookinfomanager()

调用语法如下：

book=bookinfo.books.create_book("abc",date(1980,1,1))

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简介

配置

定义模型类

简介

定义

迁移

数据库操作

增加

查询

基本查询

过滤查询

相等

模糊查询

空查询

范围查询

比较查询

日期查询

f对象

q对象

聚合函数

排序

关联查询

关联过滤查询

修改

删除

查询集 queryset

概念

两大特性

惰性执行

缓存

限制查询集

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