Django中ORM介绍和字段及其参数

ORM介绍

ORM概念

  对象关系映射(Object Relational Mapping,简称ORM)模式是一种为了解决面向对象与关系数据库存在的互不匹配的现象的技术。

  简单的说,ORM是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据,将程序中的对象自动持久化到关系数据库中。

  ORM在业务逻辑层和数据库层之间充当了桥梁的作用。

ORM的由来

  字母‘O’起源于“对象”(Object),'R'代表“关系”(Relational)。

  几乎所有的软件开发过程中都会涉及到对象和关系数据库。在用户层面和业务逻辑层面,我们是面向对象的。当对象的信息发生变化的时候,我们就需要把对象的信息保存在关系数据库中。

按照之前的方式来进行开发就会出现程序员会在自己的业务逻辑代码中夹杂很多SQL语句用来增加、读取、修改、删除相关数据,而这些代码通常都是重复的。

ORM的优势

  ORM解决的主要问题是对象和关系的映射。

  • 类和数据库中的表对应;
  • 类的每个实例对应表中的一条记录;
  • 类的每个属性对应表的中每个字段。

ORM提供了对数据库的映射,不用直接编写SQL代码,只需像操作对象一样从数据库操作数据。

让软件开发人员专注于业务逻辑的处理,提高了开发效率。

ORM的劣势

ORM的缺点是会在一定程度上牺牲程序的执行效率。

ORM用多了,造成SQL语句就不会写了,关系数据库相关技能退化。

ORM总结

ORM只是一种工具,工具确实能解决一些重复,简单的劳动。这是不可否认的。

但我们不能指望某个工具能一劳永逸地解决所有问题,一些特殊问题还是需要特殊处理的。

但是在整个软件开发过程中需要特殊处理的情况应该都是很少的,否则所谓的工具也就失去了它存在的意义。

Django中的ORM

Django项目使用MySQL数据库

1. 在Django项目的settings.py文件中,配置数据库连接信息:

DATABASES = {
    "default": {
        "ENGINE": "django.db.backends.mysql",
        "NAME": "你的数据库名称",  # 需要自己手动创建数据库
        "USER": "数据库用户名",
        "PASSWORD": "数据库密码",
        "HOST": "数据库IP",
        "POST": 3306
    }
}

注意:ORM不涉及数据库层面,这就需要自己手动在CMD中创建数据库,然后再进行配置

2. 在Django项目的__init__.py文件中写如下代码,告诉Django使用pymysql模块连接MySQL数据库:

import pymysql

pymysql.install_as_MySQLdb()

Model

  在Django中model是你数据的单一、明确的信息来源。它包含了你存储的数据的重要字段和行为。通常,一个模型(model)映射到一个数据库表,

基本情况:

  • 每个模型都是一个Python类,它是django.db.models.Model的子类。
  • 模型的每个属性都代表一个数据库字段。
  • 综上所述,Django为您提供了一个自动生成的数据库访问API,详询官方文档链接

示例

  在app里面的models.py中定义一个Person模型,包含 first_name 和 last_name

from django.db import models

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

first_name 和 last_name 是模型的字段。每个字段被指定为一个类属性,每个属性映射到一个数据库列。

上面的 Person 模型将会像这样创建一个数据库表:

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

一些说明:

  • 表myapp_person的名称是自动生成的,如果你要自定义表名,需要在model的Meta类中指定 db_table 参数,强烈建议使用小写表名,特别是使用MySQL作为后端数据库时。
  • id字段是自动添加的,如果你想要指定自定义主键,只需在其中一个字段中指定 primary_key=True 即可。如果Django发现你已经明确地设置了Field.primary_key,它将不会添加自动ID列。
  • 本示例中的CREATE TABLE SQL使用PostgreSQL语法进行格式化,但值得注意的是,Django会根据配置文件中指定的数据库后端类型来生成相应的SQL语句。
  • Django支持MySQL5.5及更高版本。

 Django中ORM常用的字段和参数

常用的字段

AutoField:int自增型,必须填入参数 primary_key = True 。当model中如果没有自增列,则自动会创建一个列名为id的列。

IntegerField:一个整数类型,范围在 -2147483648 to 2147483647。(不能用于保存手机号)

CharField:字符类型(定长的),必须提供 max_length 参数,max_length表示字符长度,相当于SQL中的varchar语句。

DateField:日期字段,日期格式 YYYY-MM-DD,相当于Python中的datetime.date()实例。

Date TimeField:日期时间字段,格式 YYYY-MM-DD HH:MM[:ss[.uuuuuu]][TZ],相当于Python中的datetime.datetime()实例。

字段合集

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

    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,开启此功能,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

自定义字段

class UnsignedIntegerField(models.IntegerField):
    def db_type(self, connection):
        return 'integer UNSIGNED'

自定义char类型字段:

class FixedCharField(models.Field):
    """
    自定义的char类型的字段类
    """
    def __init__(self, max_length, *args, **kwargs):
        self.max_length = max_length
        super(FixedCharField, self).__init__(max_length=max_length, *args, **kwargs)

    def db_type(self, connection):
        """
        限定生成数据库表的字段类型为char,长度为max_length指定的值
        """
        return 'char(%s)' % self.max_length


class Class(models.Model):
    id = models.AutoField(primary_key=True)
    title = models.CharField(max_length=25)
    # 使用自定义的char类型的字段
    cname = FixedCharField(max_length=25)

创建的表结构:

附ORM字段与数据库实际字段的对应关系

对应关系:
    '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)',

字段参数

null:用于表示某个字段可以为空。

unique:如果设置为unique=True 则该字段在此表中必须是唯一的 。

db_index:如果db_index=True 则代表着为此字段设置索引。

default:为该字段设置默认值。

DateField和Date TimeField

auto_now_add:配置auto_now_add=True,创建数据记录的时候会把当前时间添加到数据库。

auto_now:配置上auto_now=True,每次更新数据记录的时候会更新该字段。

 关系字段

ForeignKey

  外键类型在ORM中用来表示外键关联关系,一般把ForeignKey字段设置在 '一对多'中'多'的一方。

  ForeignKey可以和其他表做关联关系同时也可以和自身做关联关系。

字段参数

to:设置要关联的表

to_field:设置要关联的表的字段

related_name:反向操作时,使用的字段名,用于代替原反向查询时的'表名_set'。

例如:

class Classes(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=32)

class Student(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=32)
    theclass = models.ForeignKey(to="Classes")

当我们要查询某个班级关联的所有学生(反向查询)时,我们会这么写:

models.Classes.objects.first().student_set.all()

当我们在ForeignKey字段中添加了参数 related_name 后,

class Student(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=32)
    theclass = models.ForeignKey(to="Classes", related_name="students")

当我们要查询某个班级关联的所有学生(反向查询)时,我们会这么写:

models.Classes.objects.first().students.all()

related_query_name:反向查询操作时,使用的连接前缀,用于替换表名。意思是用于替换本类的表名。

on_delete

当删除关联表中的数据时,当前表与其关联的行的行为。

models.CASCADE 删除关联数据,与之关联也删除

models.DO_NOTHING 删除关联数据,引发错误IntegrityError

models.PROTECT 删除关联数据,引发错误ProtectedError

models.SET_NULL 删除关联数据,与之关联的值设置为null(前提FK字段需要设置为可空)

models.SET_DEFAULT 删除关联数据,与之关联的值设置为默认值(前提FK字段需要设置默认值)

models.SET

删除关联数据, a. 与之关联的值设置为指定值,设置:models.SET(值) b. 与之关联的值设置为可执行对象的返回值,设置:models.SET(可执行对象)

class MyModel(models.Model):
    user = models.ForeignKey(
        to="User",
        to_field="id",
        on_delete=models.SET(func)
    )

db_constraint:是否在数据库中创建外键约束,默认为True。

ManyToManyField

用于表示多对多的关联关系。在数据库中通过第三张表来建立关联关系。

字段参数

to:设置要关联的表;

related_name:反向操作时,使用的字段名,用于代替原反向查询时的'表名_set'(同ForeignKey字段)。

related_query_name:反向查询操作时,使用的连接前缀,用于替换表名。意思是用于替换本类的表名(同ForeignKey字段)。

symmetrical:仅用于多对多自关联时,指定内部是否创建反向操作的字段。默认为True。

举个例子:

class Person(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=16)
    friends = models.ManyToManyField("self")  #本身多对多关联

此时,person对象就没有person_set属性。

class Person(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=16)
    friends = models.ManyToManyField("self", symmetrical=False)

此时,person对象现在就可以使用person_set属性进行反向查询。

through:

在使用ManyToManyField字段时,Django将自动生成一张表来管理多对多的关联关系。但我们也可以手动创建第三张表来管理多对多关系,此时就需要通过through来指定第三张表的表名。

through_fields:设置关联的字段。

db_table:默认创建第三张表时,数据库中表的名称。

例如:

class Boy(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=32)
    girls = models.ManyToManyField(to='Girl', through="Info", through_fields=("boy1", "girl1"))  # through_fields括号里面的字段要有顺序,在哪里设置的多对多关系,那个相关的类对应的第三张表的字段就在前面,剩下的在后面


class Girl(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=32)


#自定义第三张表
class Info(models.Model):
    girl1 = models.ForeignKey(to=Girl)
    boy1 = models.ForeignKey(to=Boy)

    # 其他补充字段
    date = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

元信息

ORM对应的类里面包含另一个Meta类,而Meta类封装了一些数据库的信息。

class Foo(models.Model): 
    bar = models.CharField(maxlength=30)

    class Meta: 
        # ...

Model 元数据就是 "不是一个字段的任何数据" -- 比如排序选项, admin 选项等等.

下面是所有可能用到的 Meta 选项. 没有一个选项是必需的. 是否添加 class Meta 到你的 model 完全是可选的.

app_label

app_label这个选项只在一种情况下使用,就是你的模型类不在默认的应用程序包下的models.py文件中,这时候你需要指定你这个模型类是那个应用程序的。比如你在其他地方写了一个模型类,而这个模型类是属于myapp的,那么你这是需要指定为:

app_label='myapp'

db_table

db_table是用于指定自定义数据库表名的。Django有一套默认的按照一定规则生成数据模型对应的数据库表名,如果你想使用自定义的表名,就通过这个属性指定,比如:

table_name='my_owner_table'  

若不提供该参数, Django 会使用 app_label + '_' + module_name 作为表的名字.

若你的表的名字是一个 SQL 保留字, 或包含 Python 变量名不允许的字符--特别是连字符 --没关系. Django 会自动在幕后替你将列名字和表名字用引号引起来。

db_tablespace

有些数据库有数据库表空间,比如Oracle。你可以通过db_tablespace来指定这个模型对应的数据库表放在哪个数据库表空间。

get_latest_by

由于Django的管理方法中有个lastest()方法,就是得到最近一行记录。如果你的数据模型中有 DateField 或 DateTimeField 类型的字段,你可以通过这个选项来指定lastest()是按照哪个字段进行选取的。

一个 DateField 或 DateTimeField 字段的名字. 若提供该选项, 该模块将拥有一个 get_latest() 函数以得到 "最新的" 对象(依据那个字段):

get_latest_by = "order_date"

managed

由于Django会自动根据模型类生成映射的数据库表,如果你不希望Django这么做,可以把managed的值设置为False。

默认值为True,这个选项为True时Django可以对数据库表进行 migrate或migrations、删除等操作。在这个时间Django将管理数据库中表的生命周期

如果为False的时候,不会对数据库表进行创建、删除等操作。可以用于现有表、数据库视图等,其他操作是一样的。

order_with_respect_to

这个选项一般用于多对多的关系中,它指向一个关联对象。就是说关联对象找到这个对象后它是经过排序的。指定这个属性后你会得到一个get_XXX_order()和set_XXX_order()的方法,通过它们你可以设置或者回去排序的对象。

举例来说, 如果一个 PizzaToppping 关联到一个 Pizza 对象, 这样做:

order_with_respect_to = 'pizza'

...就允许 toppings 依照相关的 pizza 来排序。

ordering

这个字段是告诉Django模型对象返回的记录结果集是按照哪个字段排序的。比如下面的代码:

ordering=['order_date'] 
# 按订单升序排列
ordering=['-order_date'] 
# 按订单降序排列,-表示降序
ordering=['?order_date'] 
# 随机排序,?表示随机
ordering = ['-pub_date', 'author']
# 对 pub_date 降序,然后对 author 升序

需要注意的是:不论你使用了多少个字段排序, admin 只使用第一个字段

只有设置了该属性,我们查询到的结果才可以被reverse()。

permissions

permissions主要是为了在Django Admin管理模块下使用的,如果你设置了这个属性可以让指定的方法权限描述更清晰可读。

要创建一个对象所需要的额外的权限. 如果一个对象有 admin 设置, 则每个对象的添加,删除和改变权限会人(依据该选项)自动创建.下面这个例子指定了一个附加权限: can_deliver_pizzas:

permissions = (("can_deliver_pizzas", "Can deliver pizzas"),)

这是一个2-元素 tuple 的tuple或列表, 其中两2-元素 tuple 的格式为:(permission_code, human_readable_permission_name).

unique_together

unique_together这个选项用于:当你需要通过两个字段保持唯一性时使用。这会在 Django admin 层和数据库层同时做出限制(也就是相关的 UNIQUE 语句会被包括在 CREATE TABLE 语句中)。比如:一个Person的FirstName和LastName两者的组合必须是唯一的,那么需要这样设置:

unique_together = (("first_name", "last_name"),)

verbose_name

verbose_name的意思很简单,就是给你的模型类起一个更可读的名字:

verbose_name = "pizza"

若未提供该选项, Django 则会用一个类名字的 munged 版本来代替: CamelCase becomes camel case

verbose_name_plural

这个选项是指定,模型的复数形式是什么,比如:

verbose_name_plural = "stories"

若未提供该选项, Django 会使用 verbose_name + "s"。

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