第二章(一)Django框架的模型Model、ORM操作数据库

系列文章目录

备注：这里是Django系列文章的所有文章的目录
第一章(一) : Django框架之创建项目/应用/templates、连接MYSQL、配置日志LOGGING、启动django项目
第一章(二)：Django框架的模式、路由、视图；
第一章(三)：Django框架的视图函数、视图类的认识及常规使用；
第一章(四)：Django框架的模板(DTL)：变量、标签、模板过滤器、模板继承、配置模板文件(staticfiles)

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备注：欢迎查阅python之Django框架，如有疑问，欢迎评论，一定回复！！！

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前言

提示：这里是本文要记录的大概内容：

模型(Model)是 MTV 模式的重要组成部分。在 Django 框架中，主要通过模型来实现与数据库的交互功能，如数据的增加、删除、修改和查询，以及多表关联等。

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一、Django模型的定义

在Diango框架中,模型用于描述数据库表结构。模型实例可以实现数据操作。一个模型( Model)对应一个数据库表。模型中的字段对应数据库表中的一个字段。
在定义好一个模型后，Django 会提供数据库访问的一整套 API，从而自动在数据库中生成相应的数据表，这样就不需要使用 SOL 脚本创建表，或者在数据库中手工创建表格了，大大提高了开发效率。

1.1 Model定义的示例

1. 在app4/models.py文件中：

from django.db import models
# Create your models here.

class UserBaseInfo(models.Model):
    id = models.AutoField(verbose_name='编号', primary_key=True)
    username = models.CharField(verbose_name='用户名称', max_length=30)
    password = models.CharField(verbose_name='密码', max_length=20)
    status = models.CharField(verbose_name='状态', max_length=1)
    createdate = models.DateTimeField(verbose_name='创建日期', db_column='createDate')
    def __str__(self):
        return str(self.id)

    class Meta:
        verbose_name = '人员基本信息'
        db_table = 'UserBaseInfo4'

在上述代码中，定义了一个人员基本信息的模型，其中包括编号、用户名称、密码、状态等段。这些字段有整数类型、字符类型和日期类型。每个字段还包括名称、长度、是否主键等参数；

2.1 Django模型的字段常用类型

data_types = {
        "AutoField": "integer AUTO_INCREMENT",
        "BigAutoField": "bigint AUTO_INCREMENT",
        "BinaryField": "longblob",
        "BooleanField": "bool",
        "CharField": "varchar(%(max_length)s)",
        "DateField": "date",
        "DateTimeField": "datetime(6)",
        "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)",
        "JSONField": "json",
        "OneToOneField": "integer",
        "PositiveBigIntegerField": "bigint UNSIGNED",
        "PositiveIntegerField": "integer UNSIGNED",
        "PositiveSmallIntegerField": "smallint UNSIGNED",
        "SlugField": "varchar(%(max_length)s)",
        "SmallAutoField": "smallint AUTO_INCREMENT",
        "SmallIntegerField": "smallint",
        "TextField": "longtext",
        "TimeField": "time(6)",
        "UUIDField": "char(32)",
    }

3.1 模型常用字段参数

3.1.1 数值型字段 DecimalField 的参数

该类型字段表示：固定精度十进制数。具体语法如下：

models.DecimalField(max digits=None， decimal places=None)

其中参数如下：

• maxdigits： 数字允许的最大位数
• decimal_places：小数的最大位数

3.1.2 时间日期类型字段： DatetimeField、DateField和TimeField 的参数

• 3个字段都有auto_now_add 和auto_now 参数
• auto_now_add : 将时间类型字段的值设置为创建时的时间，后期不能再次修改，比如用户注册时间。该参数默认为 False。一旦设置为 True，则无法在程序中手动为字段赋值。
• auto_now ： 将时间类型字段设置为当前时间，比如用户登录时间、某条数据的最后修改时间。该参数默认为 False。一旦设置为 True，则无法在程序中手动为字段赋值。

如果要把时间类型字段设置为当前默认时间，并且还能在程序中进行修改，则使用如下代码：

from django.db import models
import django.utils.timezone as timezone
class User(models.Model):
	createDate = models.DateTimeField('创建日期',default = timezone.now)

3.1.3 常用字段参数

• verbose_name : 设置字段的显示名称
• primary_key : 设置字段为主键
• editable ：是否可以编辑，一般用于admin后台
• max_length : 设置字段的最大长度
• blank ：若为True，则该字段允许为空值，在数据库中表现为空字符串。默认为False
• null : 若为 True，则该字段允许为空值，在数据库中表现为null。默认为 False
• default : 设置字段的默认值
• choices : 设置字段的可选值
• db_column : 设置表中的列名称。如果不设置，则将字段名作为列名称
• db_index : 数据库中的字段是否可以建立索引
• unique : 数据库中字段是否可以建立唯一索引
• error_messages: 自定义错误信息（字典类型）
• validators : 自定义错误验证（列表类型）

3.1.4 模型定义类中，str()方法的作用

str()()方法用来设置模型的返回值，其默认返回值为“模型对象”。
举例：设置模型的返回值为“主键ID 用户名”。

    def __str__(self):
        return str(self.id) self.username

3.1.5 模型定义类中，Meta类的作用

备注：Meta类示例见 1.1

Django 模型中的 Meta 类是一个内部类，用于定义一些 Django 模型的行为特性。其常用参数如下：

• abstract: 若为True,则该模型类为抽象类
• db_table: 设置模型对象的数据表名称。若不设置，则默认设置数据表名称为“应用名 下划线 模型类名”
• managed: 默认为True.Django会管理数据表的生命周期，包括迁移等
• ordering: 模型对象返回的记录结果集按照哪个字段排序，一般设置如下：
  ordring=[“create_date”] #按照创建时间升序排列
  ordring=[“-create_date”] #按照创建时间降序排列
  ordring=[“-create_date”,“orderid”] #按照创建时间降序排列,再以订单编号升序排列
• verbose_name : 模型类在后台管理中显示的名称，一般为中文
• index_together：多个字段的联合索引
• unique_together: 多个字段的联合约束，比如，购物车表中每一行的用户和商品字段必须唯一，不能重复

二、了解模型中的关系

数据库中的表存在关联关系，包含“一对一”、“一对多”、“多对多”关系。Django中的模型对应数据库中的表，因此，Django中的模型也存在这些关系。

2.1.“一对一”关系

代码如下（示例）：models.OneToOneField(UserBaseInfo, on_delete=models.CASCADE)

在app4/models.py模型文件中：

from django.db import models
from django.urls import reverse
# Create your models here.

class UserBaseInfo(models.Model):
    id = models.AutoField(verbose_name='编号', primary_key=True)
    username = models.CharField(verbose_name='用户名称', max_length=30)
    password = models.CharField(verbose_name='密码', max_length=20)
    status = models.CharField(verbose_name='状态', max_length=1)
    createdate = models.DateTimeField(verbose_name='创建日期', db_column='createDate')

    def __str__(self):
        return str(self.id) self.username

    def get_absolute_url(self):
        return reverse('app4_userinfo', kwargs={'id': self.pk})

    class Meta:
        verbose_name = '人员基本信息'
        db_table = 'UserBaseInfo4'


class UserExtraInfo(models.Model):
    id = models.AutoField(verbose_name='扩展编号', primary_key=True)
    username = models.CharField(verbose_name='用户名称', max_length=30)
    truename = models.CharField(verbose_name='真实姓名', max_length=30)
    password = models.CharField(verbose_name='密码', max_length=20)
    birthday = models.DateTimeField(verbose_name='出生日期', db_column='birthday')
    sex_choice = (
        (0, '女性'),
        (1, '男性'),
    )
    sex = models.IntegerField(choices=sex_choice, default=1)
    email = models.CharField(verbose_name='邮箱', max_length=40)
    age = models.IntegerField(verbose_name='年龄')
    # 一对一关联关系
    user = models.OneToOneField(UserBaseInfo, on_delete=models.CASCADE)

    def __str__(self):
        return str(self.id)

    class Meta:
        verbose_name = '人员扩展信息'
        db_table = 'UserExtraInfo4'

2.1.1 OneToOneField()方法中参数及参数的配置项

2.2.“一对多”关系

使用 ForeignKey()方法来构建模型的“一对多”关系。

2.2.1 ForeignKey()放在哪张数据表对应的模型中？

答：哪个数据表需要外键，就把 ForeignKey()方法放到该数据表对应的模型中；

`外键：一定是创建在数据表关系【一对多】中【多】的那个表中；`

具体见：
Django框架（十一）：Models之ORM对单表的增.删.改（从web页面操作后，数据库存入数据）/ORM查询API、双下划线作用
Django框架（十二）：Models之ORM对多表【一对多】的操作（增、删、改、查）

2.3.“多对多”关系

例举：用户扩展信息表与技能信息表即多对多关系：一个用户可以多项技能，一个技能也可对应多个用户。模型中，使用ManyToManyField()方法来构建模型的“多对多”关系。

在ManyToMany()方法中，没有on_delete参数；db_table参数表示模型迁移后生成的多对多关系表的表名（即：中间表），如果不设定，则默认生成的表名为：“两个模型名称的相加”。

2.3.1 创建多对多关系表的三种方式，【推荐：第3种】

2.3.1.1 创建多对多关系表的第1种方法：ManyToManyField()

class Book(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=20)
    price = models.IntegerField()
    pub_date = models.DateField()


class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50, verbose_name='作者姓名')
    books = models.ManyToManyField(to='Book') # 使用ManyToManyField，由django自动创建第3张中间表，在model中没有class,不可扩展；

2.3.1.2 创建多对多关系表的第2种方法:自己创建第3张表

class Book(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=20)
    price = models.IntegerField()
    pub_date = models.DateField()

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50, verbose_name='作者姓名')

class Author2Book(models.Model):#自己创建中间表
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.DO_NOTHING)
    book = models.ForeignKey(Book, on_delete=models.DO_NOTHING)

2.3.1.3 创建多对多关系表的第3种方法：ManyToManyField() 自己创建第3张表

class Book(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=20)
    price = models.IntegerField()
    pub_date = models.DateField()


class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50, verbose_name='作者姓名')
    books = models.ManyToManyField(to='Book', through='Author2Book', through_fields=('author', 'book'))  # 关联关系
    # 解释的参数：
    # to  ： 与哪张表建立多对多关系；
    # through  ：  通过第3张表实现‘多对多’关系
    # through_fields ：通过第3张表中的哪两个字段实现‘多对多’关系，一般是：('本表名小写，也是第3张表的字段之一'，'另一张表小写，也是第3张表的字段之一')


class Author2Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.DO_NOTHING) #要加上on_delete，否则会报错
    book = models.ForeignKey(Book, on_delete=models.DO_NOTHING)

    class Meta:
        unique_together = ('author', 'book')  # 建立联合约束，即：该表的每一行数据，作者和书籍必须唯一，不能重复

Django框架（十三）：Models之ORM对多表【多对多】的操作（增、删、改、查）

三、Django中的ORM操作数据库

ORM的作用：在关系型数据库和业务实体对象之间进行映射。
类----数据表
属性----字段
实例----数据行

3.0. 创建好Models后，setting配置OK后，进行数据迁移

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

分别成功后，数据库的操作就可正常进行了。具体访问：Django框架（十）：Models之ORM(sqilte数据库、mysql数据库在django中如何快速创建表，如何在pycharm中操作)

3.1. IPython增强的交互式解释器

Django 的manage工具提供了shell命令，帮助我们直接在终端执行测试Python语句。命令如下：

python manage.py shell

其中，In提示符用于输入语句，Out提示符则显示输出内容。
如果没有绿色的In[1]这样的字样，需要安装ipython，⚠️备注：ipython是基于python默认cpython解释器之上的交互式解释器，提供了：颜色显示、tab补全、历史机制、集成python调试器等功能。

pip install ipython

3.2. QuerySet对象，又称：查询集

QuerySet对象也被称为“查询集”，表示：从数据库获取的数据对象集合。其有一个重要特性：惰性执行。🔍什么是集合

3.2.1 解释QuerySet对象（又称：查询集）的惰性执行

惰性执行：在创建查询集后不会访问数据库，只有在调用相关方法时才会访问数据库。如：遍历迭代、序列化等才会。

queryset = UserBaseInfo.objects.all()    #还没有对数据库进行访问
for user in queryset :                   #开始操作数据库
	print(user.username)

3.2.2 QuerySet对象 的 all() 方法

queryset = UserBaseInfo.objects.all()    #查询所有数据
print（queryset[0].username）            #打印第1条数据的username字段值，索引从0开始

在PyCharm终端进行测试；使用python manage.py shell 加上3.1 所描述的IPython解释器；

3.2.3 QuerySet对象 的filter()方法

filter() 方法用于实现数据过滤，相当于SQL中的where子句。返回：QuerySet对象；⚠️备注：如过没有获取到数据，返回：空QuerySet对象。

模型类.objects.filter(字段=值)

users = UserExtraInfo.objects.filter(sex=1)    #查询性别为1的用户
print(users[0].username)                       #打印第1个用户名称

3.2.4 objects对象的get()方法:返回的一条数据，以 模型对象 类型，不是查询集

1. 该方法用于查询数据表记录，以模型对象的形式返回符合要求的一条数据；
2. 当查询没有记录或者记录数超过一条时 ，会出现错误提示，因此需要做异常捕获处理；

user = UserExtraInfo.objects.get(id=1) # 获取id为1的数据，返回对象，注意这里不是查询集，可直接打印
print(user)
print(user.truename)

当get（）方法查询没有记录或者超过1条时，报错如下：

3.2.5 QuerySet对象 的exclude() 方法

用户查询排除条件的数据，返回QuerySet对象

user = UserExtraInfo.objects.exclude(age__lt=32)# 查询排除age小于32的用户，返回QuerySet对象

3.2.6 QuerySet对象 的values() 方法

该方法用于获取需要的字段。返回QuerySet对象，对象包括的数据类型是由dict类型数据组成

users = UserExtraInfo.objects.values() #select * from userextrainfo
users = UserExtraInfo.objects.values('id','username','truename') #select id,username,truename from userextrainfo

3.2.7 QuerySet对象 的distinct() 方法

该方法用于去除重复数据，返回QuerySet对象

UserBaseInfo.objects.distinct().values('depart')# select DISTINCT 'depart' from userbaseinfo

3.3. 常见的操作符，在filter、exclude方法中使用。

可以在filter()、exclude()方法中使用大于、小于、模糊匹配等操作符。

3.3.1 常见的操作符 及 具体使用

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