Django- 模型层（model - 单表操作)

一.ORM简介

　　我们经常说的程序开发结构的MVC，MTV等，其中的M都是模型层也就是数据模型（model），在Django框架中，model中继承model.Model的类，也就是数据模型了，每一个类都是对应着数据库中的表，让我们能够使用python的语法来进行数据操作（CRUD），这种类对应数据库表的关系，我们把它称作为ORM，它实现了数据模型与数据库的解耦，即数据模型的设计不需要依赖特定的数据库，通过简单的配置就可以轻松的更换不同类型的数据库。

　　ORM（Object Relation Mapping）是“对象-关系-映射”的简称

　　我们先来了解以下ORM扮演的一个什么角色，如上图，我们知道mysql是一个能操作db/磁盘上数据的软件，python中想要操作磁盘数据时，肯定要通过一个中介去连接相应的数据库实例，然后在该数据库实例下进行数据操作，所以我们开始用pymysql这个模块来连接数据库并通过编写sql来对数据库进行操作，但有一个的问题是，这就意味着在开发过程中你需要针对你使用的数据库去熟悉数据库语法以及设计令人头疼的表关系等（虽然关系型数据库的语法都是差不多的，但多少还是会有一些区别，比如当你习惯了mysql后，突然让你转到oracle，你肯定还得花时间去熟悉），而Django的ORM刚好可以解决很多痛点，而且ORM把这些本来要写的sql语句通过操作类和对象来替代了，如果你有了一定的python基础知识，你会发现ORM用起来是多爽了。

　　扯淡的话先到这里，我们来分析以下ORM的有点和缺点是什么？

　　优点：

　　　　1）.直接用python中的类和对象来操作数据库，且ORM的语法是更加优雅简练的。

　　　　2）.只关系python语法，不用考虑具体是哪种数据库，python通过ORM引擎把对应的python代码翻译称对应数据库的sql语句，当更换数据库时，只需要更改ORM引擎即可（setting配置）；

　　缺点：

　　　　1）.由于在python代码和sql语句中有一个翻译过程，与同等的原生sql语句相比我们，会更消耗性能，但是基于现在硬件配置越来越高了，这种耗能只有数据操作频率和数据量达到一定量级时才会出现差别，而且python官方也一直在对ORM进行优化，相信如果你用Django，肯定是离不开ORM的。

　　后话：在说一点，虽然ORM相对于我们的开发提供了很大的便利，但是我认为原生sql熟练是每一个程序员的基本功（现在写这篇博客的时候，之前是做运维的，python是编程入门语言，也才学sql不久，sql很差，还要努力呀），我之前认识的开发大牛，随便拉一个出来都是精通几门语言的，而当你sql熟练后，你要学习其他的编程语言，sql就不会成为你的障碍了。

二.单表操作

1.创建模型

　　创建名为book的应用，在book下的models.py下创建模型，代码如下：

from django.db import models


class Books(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    title = models.CharField(max_length=32)
    state = models.BooleanField()
    pub_date = models.DateField()
    price = models.DecimalField(max_length=8,decimal_places=2)
    publish = models.CharField(max_length=32)

 

2.更多字段和更多参数

　　数据库的表中往往有更多字段，每个字段有一些特有的参数，例如：CharField的字段需要max_length参数来指定数据库中VARCHAR类型字段的长度。还有一些适用于所有字段的通用参数。这些参数在官方文档中有详细定义，这里我们只简单介绍一些最常用的。

　　1）更多字段

'''
    <1> CharField
        字符串字段, 用于较短的字符串.
        CharField 要求必须有一个参数 maxlength, 用于从数据库层和Django校验层限制该字段所允许的最大字符数.
    <2> IntegerField
        用于保存一个整数.
    <3> FloatField
        一个浮点数. 必须提供两个参数:
        参数                描述
        max_digits            总位数(不包括小数点和符号)
        decimal_places     小数位数
        举例来说, 要保存最大值为 999 (小数点后保存2位),你要这样定义字段:
        models.FloatField(..., max_digits=5, decimal_places=2)
        要保存最大值一百万(小数点后保存10位)的话,你要这样定义:
        models.FloatField(..., max_digits=16, decimal_places=10)
        admin 用一个文本框(<input type="text">)表示该字段保存的数据.
    <4> AutoField
        一个 IntegerField, 添加记录时它会自动增长. 你通常不需要直接使用这个字段;
        自定义一个主键：my_id = models.AutoField(primary_key=True)
        如果你不指定主键的话,系统会自动添加一个主键字段到你的 model.
    <5> BooleanField
        A true/false field. admin 用 checkbox 来表示此类字段.
    <6> TextField
        一个容量很大的文本字段.
        admin 用一个 <textarea> (文本区域)表示该字段数据.(一个多行编辑框).
    <7> EmailField
        一个带有检查Email合法性的 CharField,不接受 maxlength 参数.
    <8> DateField
        一个日期字段. 共有下列额外的可选参数:
        Argument          描述
        auto_now       当对象被保存时,自动将该字段的值设置为当前时间.通常用于表示 "last-modified" 时间戳.
        auto_now_add    当对象首次被创建时,自动将该字段的值设置为当前时间.通常用于表示对象创建时间.
        （仅仅在admin中有意义...)
    <9> DateTimeField
        一个日期时间字段. 类似 DateField 支持同样的附加选项.
    <10> ImageField
        类似 FileField, 不过要校验上传对象是否是一个合法图片.
        它有两个可选参数:height_field和width_field,
        如果提供这两个参数,则图片将按提供的高度和宽度规格保存.    
    <11> FileField
        一个文件上传字段.
        要求一个必须有的参数: upload_to, 一个用于保存上载文件的本地文件系统路径. 这个路径必须包含 strftime #formatting,
        该格式将被上载文件的 date/time
        替换(so that uploaded files don't fill up the given directory).
        admin 用一个<input type="file">部件表示该字段保存的数据(一个文件上传部件) .
 
        注意：在一个 model 中使用 FileField 或 ImageField 需要以下步骤:
        （1）在你的 settings 文件中, 定义一个完整路径给 MEDIA_ROOT 以便让 Django在此处保存上传文件.(出于性能考虑,这些文件并不保存到数据库.) 定义MEDIA_URL 作为该目录的公共 URL. 要确保该目录对WEB服务器用户帐号是可写的.
        （2） 在你的 model 中添加 FileField 或 ImageField, 并确保定义了 upload_to 选项,以告诉 Django使用 MEDIA_ROOT 的哪个子目录保存上传文件.你的数据库中要保存的只是文件的路径(相对于 MEDIA_ROOT).出于习惯你一定很想使用 Django 提供的 get_<#fieldname>_url 函数.举例来说,如果你的 ImageField叫作 mug_shot, 你就可以在模板中以 {{ object.#get_mug_shot_url }} 这样的方式得到图像的绝对路径.
    <12> URLField
        用于保存 URL. 若 verify_exists 参数为 True (默认), 给定的 URL 会预先检查是否存在( 即URL是否被有效装入且没有返回404响应).
        admin 用一个 <input type="text"> 文本框表示该字段保存的数据(一个单行编辑框)
    <13> NullBooleanField
        类似 BooleanField, 不过允许 NULL 作为其中一个选项. 推荐使用这个字段而不要用 BooleanField 加 null=True 选项
        admin 用一个选择框 <select> (三个可选择的值: "Unknown", "Yes" 和 "No" ) 来表示这种字段数据.
    <14> SlugField
        "Slug" 是一个报纸术语. slug 是某个东西的小小标记(短签), 只包含字母,数字,下划线和连字符.#它们通常用于URLs
        若你使用 Django 开发版本,你可以指定 maxlength. 若 maxlength 未指定, Django 会使用默认长度: 50. 
        在以前的 Django 版本,没有任何办法改变50 这个长度.
        这暗示了 db_index=True.
        它接受一个额外的参数: prepopulate_from, which is a list of fields from which to auto-#populatethe slug, via JavaScript,in the object's admin form: models.SlugField (prepopulate_from=("pre_name", "name"))prepopulate_from 不接受 DateTimeFields.
    <15> XMLField
        一个校验值是否为合法XML的 TextField,必须提供参数: schema_path, 它是一个用来校验文本的 RelaxNG schema #的文件系统路径.
    <16> FilePathField
        可选项目为某个特定目录下的文件名. 支持三个特殊的参数, 其中第一个是必须提供的.
        参数        描述
        path        必需参数.一个目录的绝对文件系统路径.FilePathField 据此得到可选项目.
        Example: "/home/images".
        match        可选参数. 一个正则表达式, 作为一个字符串,     FilePathField 将使用它过滤文件名. 
        注意这个正则表达式只会应用到 base filename 而不是路径全名. Example: "foo.*\.txt^", 将匹配文件 foo23.txt 却不匹配 bar.txt 或 foo23.gif.
        recursive可选参数.要么 True 要么 False. 默认值是 False. 是否包括 path 下面的全部子目录.
        这三个参数可以同时使用.
        match 仅应用于 base filename, 而不是路径全名. 那么,这个例子:
        FilePathField(path="/home/images", match="foo.*", recursive=True)...会匹配 /home/images/foo.gif 而不匹配 /home/images/foo/bar.gif
　　<17> IPAddressField
            一个字符串形式的 IP 地址, (i.e. "24.124.1.30").
　　<18> CommaSeparatedIntegerField
            用于存放逗号分隔的整数值. 类似 CharField, 必须要有maxlength参数.
    '''

 

　　2）.更多参数

　　 (0)null
        如果为True，Django 将用NULL 来在数据库中存储空值。 默认值是 False.
    (1)blank
        如果为True，该字段允许不填。默认为False。
        要注意，这与 null 不同。null纯粹是数据库范畴的，而 blank 是数据验证范畴的。
        如果一个字段的blank=True，表单的验证将允许该字段是空值。如果字段的blank=False，该字段就是必填的。
    (2)default
        字段的默认值。可以是一个值或者可调用对象。如果可调用，每有新对象被创建它都会被调用。
    (3)primary_key
        如果为True，那么这个字段就是模型的主键。如果你没有指定任何一个字段的primary_key=True， Django 就会自动添加一个IntegerField字段做为主键，所以除非你想覆盖默认的主键行为，否则没必要设置任何一个字段的primary_key=True。
    (4)unique
        如果该值设置为 True, 这个数据字段的值在整张表中必须是唯一的
    (5)choices
        由二元组组成的一个可迭代对象（例如，列表或元组），用来给字段提供选择项。 如果设置了choices ，默认的表单将是一个选择框而不是标准的文本框，而且这个选择框的选项就是choices 中的选项。

 

3.setting配置

　　若想将模型转为mysql数据库中的表，需要配置settings.py中的DATABASE：

DATABASES = {
        'default': {
            'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
            'NAME':'bookms', # 要连接的数据库，连接前需要创建好
            'USER':'root', # 连接数据库的用户名
            'PASSWORD':'', # 连接数据库的密码
            'HOST':'127.0.0.1',# 连接主机，默认本级
            'PORT':3306 #  端口 默认3306
        }
    }

　　注意：

　　　　1）.NAME即是数据库的名字，在mysql连接前该数据库必须要已经创建，而上面的sqlite数据库下的db.sqlite3是项目创建默认的数据库配置，我们自己写小demo可用，如果要连接mysql或者其他数据库，该段注释掉即可。在Django中默认你导入的驱动是MySQLdb（py2用它），而py3中MySQLdb出现了不兼容的情况，所以我们改用pyMySQL（第三方库，需要安装），安装好后，在项目的根目录下的__init__.py写入下面配置：

    import pymysql
    pymysql.install_as_MySQLdb()

　　　　2）.确保配置文件setting.py中的INSTALLED_APPS中写入我们创建的app名称

INSTALLED_APPS = [
        'django.contrib.admin',
        'django.contrib.auth',
        'django.contrib.contenttypes',
        'django.contrib.sessions',
        'django.contrib.messages',
        'django.contrib.staticfiles',
        'book.apps.BooksysConfig',
    ]

　　　　3）.如果出现下面的报错信息：

django.core.exceptions.ImproperlyConfigured: mysqlclient 1.3.3 or newer is required; you have 0.7.11.None

 

 　　　　因为MySQLclient目前只支持到python3.4，因此如果使用的更高版本的python，需要修改如下：

找到python安装路径下的Python36\Lib\site-packages\django\db\backends\mysql\base.py文件，

把这个文件中的

 if version < (1, 3, 3):
    　　raise ImproperlyConfigured("mysqlclient 1.3.3 or newer is     required; you have %s" % Database.__version__)

 

 注释掉就可以了。

　　　　4）. 如果想打印orm转换过程中的sql，需要在setting中进行如下配置：

LOGGING = {
        'version': 1,
        'disable_existing_loggers': False,
        'handlers': {
            'console':{
                'level':'DEBUG',
                'class':'logging.StreamHandler',
            },
        },
        'loggers': {
            'django.db.backends': {
                'handlers': ['console'],
                'propagate': True,
                'level':'DEBUG',
            },
        }
    }

 

　　最后迁移数据库

方式一：通过两条数据库迁移命令即可在指定的数据库中创建表：
        python manage.py makemigrations
        python manage.py migrate

    方式二：点击Tools ——> Run manage.py Task，在执行如下命令：
        makemigrations
        migrate

 　　注意：上面两种方式中的第一条命令是同步：即检测之前的models中有哪些表，已经存在的表是否发生了变化（新增字段等）。第二条命令是根据同步的结果，有变化则去执行变化的部分，没变化则什么都不做。还有，当你已经在models.py中写好了表并且成功执行完上面迁移的命令，这时你想再新增一个字段时，记得要给这个新增字段指定默认指，然后再去执行一遍迁移命令，否则执行不予通过。

4.添加表记录

　　方式一（常用）：

# create方法的返回值book_obj就是插入book表中的"python葵花宝典"这本书籍纪录对象
    book_obj = Book.objects.create(title="python葵花宝典", state=True, price=100, publish="苹果出版社", pub_date="2012-12-12")

 

　　方式二：

# 这种方法的返回值book_obj也是插入book表中的"python葵花宝典"这本书籍纪录对象
　　 book_obj = Book(title="python葵花宝典", state=True, price=100, publish="苹果出版社", pub_date="2012-12-12")
　　 book_obj.save()

 

5.查询表记录

　　在学习查询表记录之前，先了解以下QuerySet，这是一种类似列表的数据类型，是由ORM创建的。我们学习查询表记录的方法时，一定要明确哪些方法返回了QuerySet类型，哪些方法返回的是model对象（一条记录就是一个model对象）类型或者其他什么类型

1.查询API

　　<1>.all():　　查询所有结构，

　　　　示例:Book.object.all()

　　　　由object管理器调用，返回值是QuerySet对象

　　<2>.filter(**kwargs):　　它包含了与所给筛选条件相匹配的对象，筛选条件可有多个，逗号隔开，筛选条件可有多个，逗号隔开，多个筛选条件之间是与的关系。

　　　　示例：Book.object.filter(title='Linux',price=111)

　　　　由object管理器调用，返回值是QuerySet对象

　　<3>.get(**kwargs):　　返回与所给筛选条件相匹配的对象，返回结果有且只有一个，筛选条件可有多个，逗号隔开，筛选条件之间是与的关系。

　　　　示例：Book.object.get(price=111)

　　　　由object管理器调用，返回值是model对象

　　　　注意：如果符合筛选条件的对象超过一个或者没有都会抛出错误，这是它和filter的区别

　　<4>.exclude(**kwargs):　　它包含了与所给条件不匹配的对象

　　　　示例：Book.object.exclude(price=111)

　　　　由object管理器调用，返回值是QuerySet对象

　　<5>.order_by(*filed): 对查询结果进行排序

　　　　示例:Book.object.all().order_by("-price","-nid")

　　　　由queryset对象调用，返回值是queryset对象

　　<6>.reverse():　　对查询结果反向排序

　　　　示例：Book.object.all().reverse()

　　<7>.count():　　返回数据库中匹配查询（queryset）的对象数量

　　　　示例:Book.object.all().count()

　　　　由queryset对象调用，返回值是int类型

　　<8>first(): 　　返回查询集的（queryset）第一条记录

　　　　示例：Book.object.all().first()

　　　　由queryset调用，返回值是model对象

　　<9>last():　　返回最后一条记录

　　　　示例:Book.object.all().last()

　　　　由queryset对象调用，返回值是model对象

　　<10>exists():　　如果Queryset包含数据，就返回True，否则返回False，方法相当于执行了select * from book limit 1；即有一条或者一条以上记录都返回True

　　　　示例：Book.object.all().exists()

　　　　由queryset对象调用，返回布尔值

　　<11>values(*field):　　返回一个ValueQuerySey(特殊的QuerySet)，用得最多，运行后得到的并不是一系列model的实例化对象，而是一个可迭代的字典序列，字典中的键值对个数取决于values中查询的字段个数，多个字段用逗号隔开。

　　　　示例：Book.object.all().values("title","price")

　　　　由queryset对象调用，返回一个包含字典的QuerySet

　　<12>values_list(*field):　　它与values非常相似，它返回的是一个元组序列，元组中元素的个数取决于values_list中查询的字段个数，多个字段用逗号分隔。

　　　　示例：Book.object.allI().values_list("title","price")

　　　　由queryset调用，返回一个包含元组的queryset

　　<13>distinct():　　从返回的结构中剔除重复记录

　　　　示例:Book.object.all().values("title").distinct()

　　　　由queryset对象调用，返回值是queryset对象

　　　　注意：包含model对象的QuerySet使用distinct()方法是没有意义的，因为model对象（一条完整的记录，包含主键）一定不会重复，values(*field)和values_list(*field)方法后可以使用。

　　总结：返回QuerySet对象的方法后面可使用由QuerySet调用的方法，即支持链式操作。

2.基于双下划线的模糊查询

# 查询price是100,200,300其中一个的记录
Book.objects.filter(price__in=[100,200,300])
# 查询price大于100的记录
Book.objects.filter(price__gt=100)
# 查询price大于等于100的记录
Book.objects.filter(price__gte=100)
# 查询price小于100的记录
Book.objects.filter(price__lt=100)
# 查询price小于等于100的记录
Book.objects.filter(price__lte=100)
# 查询price在100-200之间的记录
Book.objects.filter(price_range=[100,200])
# 查询记录中包含python的记录（区分大小写）
Book.objects.filter(title__contains="python")
# 查询记录中包含python的记录（不区分大小写）
Book.objects.filter(title__icontains="python")
# 查询字段值中有以py开头的记录(区分大小写)
Book.objects.filter(title__startswith='py')
# 查询字段值中有以py开头的记录(不区分大小写)
Book.objects.filter(title__istartswith='py')

# 查询2012出版的书籍记录
Book.objects.filter(pub_date__year=2012)

注意：当你发现Django出现了查询时间不准确的情况时，去项目的settings.py文件中修改
        USE_TZ = True  改为  USE_TZ = False
        这是因为Django出现了时间偏差，只有用mysql会出现这个问题。

 6.修改表记录

　　通过update(**kwargs)修改表记录:

Book.object.filter(title__startswith='py').update(price=120)

 

　　此外，update()方法对于任何结果集(QuerySet)均有效，这意味着你可以同时更新多条记录，update()方法回返回一个int数值，表示受影响的记录条数。

7.删除表记录

1）删除记录的方法就是delete()，它可以由model对象调用，执行后回立即删除该对象而不返回任何值：

model_obj.delete()

 

2) 你也可以一次性删除多个对象。即QuerySet也可以调用delete()方法，它一次性删除QuerySet中的所有的model对象。例如，下面的代码将删除pub_date是2005年的Entry对象:

Entry.objects.filter(pub_date__year=2005).delete()

 

　　总结：delete方法可以由QuerySet和model对象调用；而update方法只能被QuerySet调用。

3).要注意的是：　delete()方法是QuerySet上的方法，但并不适用于objects管理器本身。这事一种保护机制，是为了避免意外的调用Entry.objects.delete()方法导致所有的记录被误删除。如果你确认要删除所有的记录，那么你可以显示的调用：

Entry.objects.all().delete()

 

4).在Django删除对象时，会模仿SQL约束ON DELETE CASCADE的行为，换句话说，删除一个对象时也会删除与它相关联的外键对象。例如：

b = Blog.objects.get(pk=1)

b.delete()
# 如果不想级联删除，可以设置为：
pubHouse = models.ForeignKey(to='Publisher', on_delete=models.SET_NULL,blank=True,null=True)

 

8.一些练习题

　　1 、查询“北京出版社”出版过的价格大于200的书籍；

　　2 、查询2017年8月出版的所有以py开头的书籍名称；

　　3 、查询价格为50，100或者150的所有书籍名称及其出版社名称；

　　4 、查询价格在100到200之间的所有书籍名称及其价格；

　　5 、查询所有人民出版社出版的书籍的价格（从高到低排序，去重）；

Book.objects.filter(publish='北京出版社',price__gt=200)

Book.objects.filter(pub_date__year=2017,pub_date__month=8,title__startswith='py').values('title')

Book.objects.filter(price__in=[50,100,150]).values('title','publish')

Book.objects.filter(price__range=[100,200]).values('title','price')

Book.objects.filter(publish='人民出版社').order_by('-price').values('price').distinct()