Django之模型层（2）
2024-09-01 08:59:02
Django之模型层（2）
一、创建模型
实例：我们来假定下面这些概念，字段和关系。
作者模型：一个作者由姓名和年龄。
作者详细模型：把作者的详情放到详情表，包含生日，手机号，家庭住址等信息。作者详情模型和作者模型之间是一对一的关系（one-to-one）。
出版社模型：出版商有名称，所在城市以及email。
书籍模型：书籍有书名和出版日期，一本书可能会有多个作者，一个作者也可以写多本书，所以作者和书籍的关系就是多对多的关联关系（many-to-many）；一本是只应该由一个出版商出版，所以出版商和书籍是一对多关联关系（one-to-many）。
模型建立如下：
from django.db import models
# Create your models here.
class Author(models.Model):
nid = models.AutoField(primary_key=True)
name=models.CharField( max_length=32)
age=models.IntegerField()
# 与AuthorDetail建立一对一的关系
authorDetail=models.OneToOneField(to="AuthorDetail",on_delete=models.CASCADE)
class AuthorDetail(models.Model):
nid = models.AutoField(primary_key=True)
birthday=models.DateField()
telephone=models.BigIntegerField()
addr=models.CharField( max_length=64)
class Publish(models.Model):
nid = models.AutoField(primary_key=True)
name=models.CharField( max_length=32)
city=models.CharField( max_length=32)
email=models.EmailField()
class Book(models.Model):
nid = models.AutoField(primary_key=True)
title = models.CharField( max_length=32)
publishDate=models.DateField()
price=models.DecimalField(max_digits=5,decimal_places=2)
# 与Publish建立一对多的关系,外键字段建立在多的一方
publish=models.ForeignKey(to="Publish",to_field="nid",on_delete=models.CASCADE)
# 与Author表建立多对多的关系,ManyToManyField可以建在两个模型中的任意一个，自动创建第三张表
authors=models.ManyToManyField(to='Author',)
生成表如下：
注意事项：
- 表的名称myapp_modelName，是根据模型中的元数据自动生成的，也可以覆写为别的名称。
- id字段是自动添加的。
- 对于外键字段，Django会在字段名上添加“_id”来创建数据库中的列名。
- 这个例子中的CREATE TABLE SQL语句使用PostgreSQL语法格式，要注意的是Django会根据settings中指定的数据库类型来使用相应的SQL语句。
- 定义好模型之后，你需要告诉Django使用这些模型。你要做的就是修改配置文件中的INSTALL_APPSZ中设置，在其中添加models.py所在应用的名称。
- 外键字段ForeignKey有一个null=True的设置（它允许外键接收空值NULL），你可以赋给它空值None。
二、添加表记录
操作前先简单地录入一些数据：
publish表：
author表：
authordetail表：
一对多：
# 方式1：
publish_obj=Publish.objects.get(nid=1)
book_obj=Book.objects.create(title="金瓶眉",publishDate="2012-12-12",price=100,publish=publish_obj)
# 方式2:
book_obj=Book.objects.create(title="金瓶眉",publishDate="2012-12-12",price=100,publish_id=1)
核心：book_obj.publish与book_obj.publish_id是什么？
多对多：
# 当前生成的书籍对象
book_obj=Book.objects.create(title="追风筝的人",price=200,publishDate="2012-11-12",publish_id=1)
# 为书籍绑定的做作者对象
yuan=Author.objects.filter(name="yuan").first() # 在Author表中主键为2的纪录
egon=Author.objects.filter(name="alex").first() # 在Author表中主键为1的纪录
# 绑定多对多关系,即向关系表book_authors中添加纪录
book_obj.authors.add(yuan,egon) # 将某些特定的 model 对象添加到被关联对象集合中。 ======= book_obj.authors.add(*[])
数据库表记录生成如下：
book表：
book_authors表：
核心：book_obj.authors.all()是什么？
多对多关系其它常用API：
book_obj.authors.remove() # 将某个特定的对象从被关联对象集合中去除。 ====== book_obj.authors.remove(*[])
book_obj.authors.clear() #清空被关联对象集合
book_obj.authors.set() #先清空再设置
补充class RelatedManager
“关联管理器”是在一对多或者多对多的关联上下文中使用的管理器。它存在于下面两种情况：
ForeignKey关系的“另一边”。像这样：
from django.db import models
class Reporter(models.Model):
# ...
pass
class Article(models.Model):
reporter = models.ForeignKey(Reporter)
在上面的例子中，管理器reporter.article_set拥有下面的方法。
ManyToManyField关系的两边：
class Topping(models.Model):
# ...
pass
class Pizza(models.Model):
toppings = models.ManyToManyField(Topping)
这个例子中，topping.pizza_set和 pizza.toppings都拥有下面的方法。
add(obj1[,obj2, ...])
把指定的模型对象添加到关联对象集中。
例如：
>>> b = Blog.objects.get(id=1)
>>> e = Entry.objects.get(id=234)
>>> b.entry_set.add(e) # Associates Entry e with Blog b.
在上面的例子中，对于ForeignKey关系，e.save()由关联管理器调用，执行更新操作。然而，在多对多关系中使用add()并不会调用任何 save()方法，而是由QuerySet.bulk_create()创建关系。
延伸：
# 1 *[]的使用
>>> book_obj = Book.objects.get(id=1)
>>> author_list = Author.objects.filter(id__gt=2)
>>> book_obj.authors.add(*author_list)
# 2 直接绑定主键
book_obj.authors.add(*[1,3]) # 将id=1和id=3的作者对象添加到这本书的作者集合中
# 应用: 添加或者编辑时,提交作者信息时可以用到.
creat(**kwargs)
创建一个新的对象，保存对象，并将它添加到关联对象集之中。返回新创建的对象：
>>> b = Blog.objects.get(id=1)
>>> e = b.entry_set.create(
... headline='Hello',
... body_text='Hi',
... pub_date=datetime.date(2005, 1, 1)
... )
# No need to call e.save() at this point -- it's already been saved.
这完全等价于（不过更加简洁于）：
>>> b = Blog.objects.get(id=1)
>>> e = Entry(
... blog=b,
... headline='Hello',
... body_text='Hi',
... pub_date=datetime.date(2005, 1, 1)
... )
>>> e.save(force_insert=True)
要注意我们并不需要指定模型中用于定义关系的关键词参数。在上面的例子中，我们并没有传入blog参数给create()。Django会明白新的 Entry对象blog 应该添加到b中。
remove(obj1[, obj2, ...])
从关联对象集中移除执行的模型对象：
>>> b = Blog.objects.get(id=1)
>>> e = Entry.objects.get(id=234)
>>> b.entry_set.remove(e) # Disassociates Entry e from Blog b.
对于ForeignKey对象，这个方法仅在null=True时存在。
clear()
从关联对象集中移除一切对象。
>>> b = Blog.objects.get(id=1)
>>> b.entry_set.clear()
注意这样不会删除对象 —— 只会删除他们之间的关联。
就像 remove() 方法一样，clear()只能在 null=True的ForeignKey上被调用。
set()方法：先清空，再设置，编辑书籍时即可用到
注：对于所有类型的关联字段，add()、create()、remove()、clear()和set()都会马上更新数据库。换句话说，在关联的任何一端，都不需要再调用save()方法。
直接赋值：
通过赋值一个新的可迭代的对象，关联对象集可以被整体替换掉。
>>> new_list = [obj1, obj2, obj3]
>>> e.related_set = new_list
如果外键关系满足null=True，关联管理器会在添加new_list中的内容之前，首先调用clear()方法来解除关联集中一切已存在对象的关联。否则， new_list中的对象会在已存在的关联的基础上被添加。
三、基于对象的跨表查询
1、一对多查询（Publish与Book）
正向查询（按字段：publish）：
# 查询主键为1的书籍的出版社所在的城市
book_obj=Book.objects.filter(pk=1).first()
# book_obj.publish 是主键为1的书籍对象关联的出版社对象
print(book_obj.publish.city)
反向查询（按表名：book_set）：
publish=Publish.objects.get(name="苹果出版社")
#publish.book_set.all() : 与苹果出版社关联的所有书籍对象集合
book_list=publish.book_set.all()
for book_obj in book_list:
print(book_obj.title)
2、一对一查询（Author与AuthoDetail）
正向查询（按字段：authorDetail）：
egon=Author.objects.filter(name="egon").first()
print(egon.authorDetail.telephone)
反向查询（按表名：author）：
# 查询所有住址在北京的作者的姓名
authorDetail_list=AuthorDetail.objects.filter(addr="beijing")
for obj in authorDetail_list:
print(obj.author.name)
3、多对多查询（Author与Book）
正向查询（按字段：authors）：
# 金瓶眉所有作者的名字以及手机号
book_obj=Book.objects.filter(title="金瓶眉").first()
authors=book_obj.authors.all()
for author_obj in authors:
print(author_obj.name,author_obj.authorDetail.telephone)
反向查询（按表名：book_set）：
# 查询egon出过的所有书籍的名字
author_obj=Author.objects.get(name="egon")
book_list=author_obj.book_set.all() #与egon作者相关的所有书籍
for book_obj in book_list:
print(book_obj.title)
注：你可以通过在 ForeignKey() 和ManyToManyField的定义中设置 related_name 的值来覆写 FOO_set 的名称。例如，如果 Article model 中做一下更改：
publish = ForeignKey(Book, related_name='bookList')
那么接下来就会如我们看到这般：
# 查询 人民出版社出版过的所有书籍
publish=Publish.objects.get(name="人民出版社")
book_list=publish.bookList.all() # 与人民出版社关联的所有书籍对象集合
四、基于双下划线的跨表查询
Django 还提供了一种直观而高效的方式在查询(lookups)中表示关联关系，它能自动确认 SQL JOIN 联系。要做跨关系查询，就使用两个下划线来链接模型(model)间关联字段的名称，直到最终链接到你想要的 model 为止。
关键点：正向查询按字段，反向查询按表名。
1、一对多查询
# 练习1: 查询苹果出版社出版过的所有书籍的名字与价格(一对多)
# 正向查询 按字段:publish
queryResult=Book.objects
.filter(publish__name="苹果出版社")
.values_list("title","price")
# 反向查询 按表名:book
queryResult=Publish.objects
.filter(name="苹果出版社")
.values_list("book__title","book__price")
2、多对多查询
# 练习2: 查询yuan出过的所有书籍的名字(多对多)
# 正向查询 按字段:authors:
queryResult=Book.objects
.filter(authors__name="yuan")
.values_list("title")
# 反向查询 按表名:book
queryResult=Author.objects
.filter(name="yuan")
.values_list("book__title","book__price")
3、混合使用
# 练习3: 查询人民出版社出版过的所有书籍的名字以及作者的姓名
# 正向查询
queryResult=Book.objects
.filter(publish__name="人民出版社")
.values_list("title","authors__name")
# 反向查询
queryResult=Publish.objects
.filter(name="人民出版社")
.values_list("book__title","book__authors__age","book__authors__name")
# 练习4: 手机号以151开头的作者出版过的所有书籍名称以及出版社名称
queryResult=Book.objects
.filter(authors__authorDetail__telephone__regex="151")
.values_list("title","publish__name")
注：反向查询时，如果定义了related_name ，则用related_name替换表名，例如：
publish = ForeignKey(Blog, related_name='bookList')
练习1: 查询人民出版社出版过的所有书籍的名字与价格(一对多)
#反向查询 不再按表名:book,而是related_name:bookList
queryResult=Publish.objects
.filter(name="人民出版社")
.values_list("bookList__title","bookList__price")
五、聚合查询与分组查询
1、聚合 aggregate(*args, **kwargs)
# 计算所有图书的平均价格
>>> from django.db.models import Avg
>>> Book.objects.all().aggregate(Avg('price'))
{'price__avg': 34.35}
aggregate()是QuerySet 的一个终止子句，意思是说，它返回一个包含一些键值对的字典。键的名称是聚合值的标识符，值是计算出来的聚合值。键的名称是按照字段和聚合函数的名称自动生成出来的。如果你想要为聚合值指定一个名称，可以向聚合子句提供它。
>>> Book.objects.aggregate(average_price=Avg('price'))
{'average_price': 34.35}
如果你希望生成不止一个聚合，你可以向aggregate()子句中添加另一个参数。所以，如果你也想知道所有图书价格的最大值和最小值，可以这样查询：
>>> from django.db.models import Avg, Max, Min
>>> Book.objects.aggregate(Avg('price'), Max('price'), Min('price'))
{'price__avg': 34.35, 'price__max': Decimal('81.20'), 'price__min': Decimal('12.99')}
2、分组
###################################－－单表分组查询－－#######################################################
查询每一个部门名称以及对应的员工数
emp:
id name age salary dep
1 alex 12 2000 销售部
2 egon 22 3000 人事部
3 wen 22 5000 人事部
sql语句:
select dep,Count(*) from emp group by dep;
ORM:
emp.objects.all().values("dep").annotate(Count("id")
###################################－－多表分组查询－－#######################################################
多表分组查询：
查询每一个部门名称以及对应的员工数
emp:
id name age salary dep_id
1 alex 12 2000 1
2 egon 22 3000 2
3 wen 22 5000 2
dep
id name
1 销售部
2 人事部
emp－dep:
id name age salary dep_id id name
1 alex 12 2000 1 1 销售部
2 egon 22 3000 2 2 人事部
3 wen 22 5000 2 2 人事部
sql语句:
select dep.name,Count(*) from emp left join dep on emp.dep_id=dep.id group by emp.dep_id
select dep.name,Count(*) from emp left join dep on emp.dep_id=dep.id group by dep.id,dep.name
ORM:
dep.objetcs.all().annotate(c=Count("emp")).values("name","c")
annotate()为调用的QuerySet中每一个对象都生成一个独立的统计值（统计方法用聚合函数）。
(1) 练习：统计每一本书的作者个数
bookList=Book.objects.annotate(authorsNum=Count('authors'))
for book_obj in bookList:
print(book_obj.title,book_obj.authorsNum)
SELECT
"app01_book"."nid",
"app01_book"."title",
"app01_book"."publishDate",
"app01_book"."price",
"app01_book"."pageNum",
"app01_book"."publish_id",
COUNT("app01_book_authors"."author_id") AS "authorsNum"
FROM "app01_book" LEFT OUTER JOIN "app01_book_authors"
ON ("app01_book"."nid" = "app01_book_authors"."book_id")
GROUP BY
"app01_book"."nid",
"app01_book"."title",
"app01_book"."publishDate",
"app01_book"."price",
"app01_book"."pageNum",
"app01_book"."publish_id";
(2) 如果想对所查询对象的关联对象进行聚合：
练习：统计每一个出版社的最便宜的书
publishList=Publish.objects.annotate(MinPrice=Min("book__price"))
for publish_obj in publishList:
print(publish_obj.name,publish_obj.MinPrice)
annotate的返回值是querySet，如果不想遍历对象，可以用上valuelist：
queryResult= Publish.objects
.annotate(MinPrice=Min("book__price"))
.values_list("name","MinPrice")
print(queryResult)
方式2:
queryResult=Book.objects.values("publish__name").annotate(MinPrice=Min('price'))
# 思考： if 有一个出版社没有出版过书会怎样？
(3) 统计每一本以py开头的书籍的作者个数：
queryResult=Book.objects
.filter(title__startswith="Py")
.annotate(num_authors=Count('authors'))
(4) 统计不止一个作者的图书：
queryResult=Book.objects
.annotate(num_authors=Count('authors'))
.filter(num_authors__gt=1)
(5) 根据一本图书作者数量的多少对查询集 QuerySet进行排序:
Book.objects.annotate(num_authors=Count('authors')).order_by('num_authors')
(6) 查询各个作者出的书的总价格:
# 按author表的所有字段 group by
queryResult=Author.objects
.annotate(SumPrice=Sum("book__price"))
.values_list("name","SumPrice")
print(queryResult)
六、F查询和Q查询
1、F查询
在上面所有的例子中，我们构造的过滤器都只是将字段值与某个常量做比较。如果我们要对两个字段的值做比较，那该怎么做呢？
Django 提供 F() 来做这样的比较。F() 的实例可以在查询中引用字段，来比较同一个 model 实例中两个不同字段的值。
# 查询评论数大于收藏数的书籍
from django.db.models import F
Book.objects.filter(commnetNum__lt=F('keepNum'))
Django 支持 F() 对象之间以及 F() 对象和常数之间的加减乘除和取模的操作。
# 查询评论数大于收藏数2倍的书籍
Book.objects.filter(commnetNum__lt=F('keepNum')*2)
修改操作也可以使用F函数,比如将每一本书的价格提高30元：
Book.objects.all().update(price=F("price")+30)
2、Q查询
filter() 等方法中的关键字参数查询都是一起进行“AND” 的。 如果你需要执行更复杂的查询（例如OR 语句），你可以使用Q 对象。
from django.db.models import Q
Q(title__startswith='Py')
Q 对象可以使用Q和|操作符组合起来。当一个操作符在两个Q 对象上使用时，它产生一个新的Q 对象。
bookList=Book.objects.filter(Q(authors__name="yuan")|Q(authors__name="egon"))
等同于下面的SQL WHERE 子句：
WHERE name ="yuan" OR name ="egon"
你可以组合&和|操作符以及使用括号进行分组来编写任意复杂的Q 对象。同时，Q 对象可以使用~ 操作符取反，这允许组合正常的查询和取反(NOT) 查询：
bookList=Book.objects.filter(Q(authors__name="yuan") & ~Q(publishDate__year=2017)).values_list("title")
查询函数可以混合使用Q 对象和关键字参数。所有提供给查询函数的参数（关键字参数或Q 对象）都将"AND”在一起。但是，如果出现Q 对象，它必须位于所有关键字参数的前面。例如：
bookList=Book.objects.filter(Q(publishDate__year=2016) | Q(publishDate__year=2017),
title__icontains="python"
)
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