Python学习之路-Django基础:数据库

2020-08-29 2020-08-30 约 6711 字预计阅读 14 分钟次阅读

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。

1
2
3
4
5
6


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
1

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
1 2 3

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

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10


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

1

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。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38


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：
  1
  
  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

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12


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
1

python manage.py makemigrations
同步到数据库中
1

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。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20


>>> 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。

1
2
3
4
5
6


>>> 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。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21


>>> 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 "<console>", 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：

1
2


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。

1
2
3


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

模糊查询

contains：是否包含。

说明

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。

1

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

1

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

说明

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。

1

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

1

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

1

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

1

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。

1

BookInfo.objects.filter(bpub_date__year=1980)

例：查询1980年1月1日后发表的图书。

1

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：

1

F(属性名)

例：查询阅读量大于等于评论量的图书。

1
2
3


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。

1

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。

1
2
3


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：

1

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。

1
2
3


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

1

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。

1

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。

1
2
3


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：

1
2


  {'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。

1

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

1
2


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：

1
2


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：

1
2


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：

1
2


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：

1

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”

1

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”

1

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：

1

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。

1

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

查询图书阅读量大于30的所有英雄

1

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

1
2
3


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
1

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

1
2


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

模型类.objects.filter().delete()

1

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

1

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

1

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

1
2


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。

1
2
3


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。

1
2
3


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。

注意

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。

1

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。

注意

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

1
2
3
4
5
6


#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

1
2
3


class BookInfo(models.Model):
    ...
    books = BookInfoManager()

使用方法

1

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。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13


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

1
2
3


class BookInfo(models.Model):
      ...
    books = BookInfoManager()

调用语法如下：

1

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

目录

Python学习之路-Django基础:数据库

ORM框架

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

管理器Manager

简介

自定义管理器