【Django5】模型定义与使用

系列文章目录

第一章 Django使用的基础知识
第二章 setting.py文件的配置
第三章 路由的定义与使用
第四章 视图的定义与使用
第五章 二进制文件下载响应
第六章 Http请求&HttpRequest请求类
第七章 会话管理（Cookies&Session）
第八章 文件上传实现
第九章 多种视图view
第十章 Django5模板引擎
第十一章 模型定义与使用
第十二章 ORM执行SQL语句和事务
第十三章 表单定义与使用
第十四章 内置Admin系统
第十五章 内置Auth认证系统

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前言

Django5对各种数据库提供了很好的支持，包括PostgreSQL、MySQL、SQLite和 Oracle，而且为这些数据库提供了统一的API方法，这些API统称为ORM框架。通过使用Django5内置的ORM框架可以实现数据库连接和读写操作。

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模型定义

ORM框架是一种程序技术，用于实现面向对象编程语言中不同类型系统的数据之间的转换。 从效果上说，它创建了一个可在编程语言中使用的“虚拟对象数据库”，通过对虚拟对象数据库的操作从而实现对目标数据库的操作，虚拟对象数据库与目标数据库是相互对应的。在 Django5中，虚拟对象数据库也称为模型，通过模型实现对目标数据库的读写操作，实现方法如下:

1.配置目标数据库，在settings.py中设置配置属性

2.构建虚拟对象数据库，在App 的models.py文件中以类的形式定义模型。

3.通过模型在目标数据库中创建相应的数据表。

4.在其他模块（如视图函数）里使用模型来实现目标数据库的读写操作。

settings.py下我们配置mysql数据库：

模型字段类型如下：

• AutoField:自增长类型，数据表的字段类型为整数，长度为11位。

• BigAutoField:自增长类型，数据表的字段类型为bigint，长度为20位。

• CharField:字符类型。

• BooleanField:布尔类型。

• CommaSeparatedIntegerField:用逗号分割的整数类型。

• DateField:日期( Date）类型。

• DateTimeField:日期时间( Datetime)类型。Decimal:十进制小数类型。

• EmailField:字符类型,存储邮箱格式的字符串。

• FloatField:浮点数类型，数据表的字段类型变成Double类型。IntegerField:整数类型，数据表的字段类型为11位的整数。

• BigIntegerField:长整数类型。

• IPAddressField:字符类型，存储Ipv4地址的字符串。

• GenericIPAddressField:字符类型，存储Ipv4和Ipv6地址的字符串。

• NullBooleanField:允许为空的布尔类型。

• PositiveIntegerFiel:正整数的整数类型。

• PositiveSmallIntegerField:小正整数类型，取值范围为0~32767。

• SlugField:字符类型，包含字母、数字、下画线和连字符的字符串。

• SmallIntegerField:小整数类型，取值范围为-32,768~+32,767。

• TextField:长文本类型。

• TimeField:时间类型，显示时分秒HH:MM[ :ss[.uuuuuu]]。

• URLField:字符类型，存储路由格式的字符串。

• BinaryField:二进制数据类型。

• FileField:字符类型，存储文件路径的字符串。

• ImageField:字符类型，存储图片路径的字符串。

• FilePathField:字符类型，从特定的文件目录选择某个文件。

模型字段参数如下：

• verbose_name:默认为None，在 Admin站点管理设置字段的显示名称。

• primary_key:默认为False，若为True，则将字段设置成主键。

• max_length:默认为None，设置字段的最大长度。

• unique:默认为False，若为True，则设置字段的唯一属性。

• blank:默认为False，若为True，则字段允许为空值，数据库将存储空字符串。

• null:默认为False，若为True，则字段允许为空值，数据库表现为NULL。

• db_index:默认为False，若为True，则以此字段来创建数据库索引。default:默认为NOT_PROVIDED对象，设置字段的默认值。

• editable:默认为True，允许字段可编辑，用于设置Admin的新增数据的字段。

• serialize:默认为True，允许字段序列化，可将数据转化为JSON格式。

• unique_for_date:默认为None，设置日期字段的唯一性。

• unique_for_month:默认为None，设置日期字段月份的唯一性。

• unique_for_year:默认为None，设置日期字段年份的唯一性。choices:默认为空列表，设置字段的可选值。

• help_text:默认为空字符串，用于设置表单的提示信息。

• db_column:默认为None，设置数据表的列名称，若不设置，则将字段名作为数据表的列名。

• db_tablespace:默认为None，如果字段已创建索引，那么数据库的表空间名称将作为该字段的索引名。注意:部分数据库不支持表空间。

• auto_created:默认为False，若为True，则自动创建字段，用于一对一的关系模型。validators:默认为空列表,设置字段内容的验证函数。

• error_messages:默认为None，设置错误提示。

ForeignKey方法参数如下：

参数名	参数说明
to	指定关联的目标模型类。可以使用字符串表示模型类的路径，也可以直接使用模型类的引用。
on_delete	指定当关联对象被删除时的行为。CASCADE、PROTECT、SET_NULL、SET_DEFAULT、SET0、DO_NOTHING。
related_name	指定反向关联的名称，默认为模型类名_set。
to_field	指定关联的目标模型类中用于关联的字段名称。默认为主键字段。
db_index	如果为True，则在目标模型的关联字段上创建索引。
null	指定关联字段是否可以为空。如果 null=True，则数据库中该字段将允许 NULL值。
blank	指定关联字段是否可以为空。如果blank=True，则表单中该字段可以为空。
limit_choices_to	指定关联对象的过滤条件。可以是一个字典、一个 QuerySet或一个函数。
verbose_name	用于在 Django Admin后台中显示字段名称。
help_text	用于在 Django Admin后台中显示帮助文本。

on_delete的models属性有下面设置选项:

• CASCADE:这就是默认的选项，级联删除，你无需显性指定它。

• PROTECT: 保护模式，如果采用该选项，删除的时候，会抛出ProtectedError错误。

• SET_NULL: 置空模式，删除的时候，外键字段被设置为空，前提就是blank=True, null=True,定义该字段的时候，允许为空。

• SET_DEFAULT: 置默认值，删除的时候，外键字段设置为默认值，所以定义外键的时候注意加上一个默认值。

• SET(): 自定义一个值，该值当然只能是对应的实体了

根据上述信息，我们去模型models.py中建图书信息和图书种类各一张表，属于1对N关系。

from django.db import modelsclass BookTypeInfo(models.Model):id = models.AutoField(primary_key=True)bookTypeName = models.CharField(max_length=20)class Meta:db_table = "t_bookType"verbose_name = "图书类别"class BookInfo(models.Model):id = models.AutoField(primary_key=True)bookName = models.CharField(max_length=20)price = models.FloatField()publishDate = models.DateField()bookType = models.ForeignKey(BookTypeInfo,on_delete=models.PROTECT)class Meta:db_table = "t_book"verbose_name = "图书信息"

模型数据迁移

然后我们执行：python manage.py makemigrations生成数据库迁移文件

所谓的迁移文件, 是类似模型类的迁移类,主要是描述了数据表结构的类文件；

这个生成的迁移文件在migrations目录下；每执行一次，都会生成一个新文件。

插入几条数据：

INSERT INTO `t_booktype` VALUES (1, '计算机类');
INSERT INTO `t_booktype` VALUES (2, '数学类');

INSERT INTO `t_book` VALUES (1, 'Python从入门到放弃', 98.8, '2004-03-16', 1);
INSERT INTO `t_book` VALUES (2, 'Java编程思想', 100, '2004-03-16', 1);
INSERT INTO `t_book` VALUES (3, 'Head First设计模式', 88, '2020-03-16', 1);
INSERT INTO `t_book` VALUES (4, '数学的秘密', 50, '2019-03-06', 2);

模型查询

我们知道数据库设有多种数据查询方式，如单表查询、多表查询、子查询和联合查询等，而 Django 的ORM框架对不同的查询方式定义了相应的API方法。下面我们通过实例来深入学习下；

我们来实现下图书信息的查询，顺便通过外键关联配置，把图书类别信息也级联查询出来。我们通过all()方法查询出所有图书信息；

views.py里我们加下bookList方法：

def bookList(request):title = '图书列表'bookList = BookInfo.objects.all()content_value = {'title': title, 'bookList': bookList}return render(request, 'bookList.html', context=content_value)

urls.py里加下映射配置：

path('book/list', helloWorld.views.bookList)

templates下新建book目录，book目录下新建list.html:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>{{ title }}</title>
</head>
<body>
<h1>{{ title }}</h1>
<table border="1"><tr><th>序号</th><th>书名</th><th>价格</th><th>出版日期</th><th>分类</th></tr>{% for book in bookList %}<tr><td>{{ book.id }}</td><td>{{ book.bookName }}</td><td>{{ book.price }}</td><td>{{ book.publishDate|date:"Y-m-d" }}</td><td>{{ book.bookType.bookTypeName }}</td></tr>{% endfor %}
</table>
</body>
</html>

测试运行，浏览器输入：http://127.0.0.1:8000/book/list

可以看到表中所有内容。接下来我们使用高级点的查表语法。

下面我们继续学习下ORM框架给我们提供的一些其他常用方法；

# 查询所有信息
bookList = BookInfo.objects.all()
# 获取数据集的第一条数据的bookName属性值
print(bookList[0].bookName) 
# 返回前2条数据 select * from t_book limit 2
bookList = BookInfo.objects.all()[:2]
# 查询指定字段
bookList = BookInfo.objects.values("bookName", "price")
# 查询指定字段 数据以列表方式返回，列表元素以元组表示
bookList = BookInfo.objects.values_list("bookName", "price")
ORM框架提供了get()方法，返回满足条件的单个数据：# 获取单个对象，一般是根据id查询
book = BookInfo.objects.get(id=2)
print(book.bookName)

ORM框架提供了filter()方法，返回满足条件的数据：

# 返回满足条件id=2的数据，返回类型是列表
bookList = BookInfo.objects.filter(id=2)
bookList = BookInfo.objects.filter(price=100, id=1)
# filter的查询条件可以设置成字典格式
d = dict(price=100, id=1)
bookList = BookInfo.objects.filter(**d)
# SQL的or查询，需要引入Q，from django.db.models import Q
# 语法格式：Q(field=value)|Q(field=value) 多个Q之间用"|"隔开
bookList = BookInfo.objects.filter(Q(id=1) | Q(price=88))
# SQL的不等于查询，在Q查询中用“~”即可
# SQL select * from t_book where not (id=1)
bookList = BookInfo.objects.filter(~Q(id=1))

ORM框架提供了exclude()方法，返回不满足条件的数据：

# 也可以使用exclude 返回满足条件之外的数据 实现不等于查询
bookList = BookInfo.objects.exclude(id=1)
ORM框架提供了count()方法，返回满足查询条件后的数据量：# 使用count()方法，返回满足查询条件后的数据量
t = BookInfo.objects.filter(id=2).count()
print(t)
ORM框架提供了distinct()方法，返回去重后的数据：# distinct()方法，返回去重后的数据
bookList = BookInfo.objects.values('bookName').distinct()
print(bookList)
ORM框架提供了order_by()方法，对结果进行排序；默认是升序；如果需要降序，只需要在字段前面加“-”即可； 
# 使用order_by设置排序
# bookList = BookInfo.objects.order_by("price")
bookList = BookInfo.objects.order_by("-id")

ORM框架提供了annotate方法来实现聚合查询，比如数据值求和，求平均值等。

# annotate类似于SQL里面的GROUP BY方法
# 如果不设置values，默认对主键进行GROUIP BY分组
# SQL: select bookType_id，SUM(price) AS 'price_sum' from t_book GROUP BY bookType_id
r = BookInfo.objects.values('bookType').annotate(Sum('price'))
# SQL: select bookType_id，AVG(price) AS 'price_sum' from t_book GROUP BY bookType_id

模型分页查询

在Django中实现分页通常使用Paginator类。以下是一个简单的示例，展示了如何在Django视图中实现分页功能：

bookList = BookInfo.objects.all()
# Paginator(object_list ,per_page)
# object_list   结果集/列表
# per_page  每页多少条记录
p = Paginator(bookList, 2)
# 获取第几页的数据
bookListPage = p.page(2)
print("总记录数：", BookInfo.objects.count())

高级查询匹配符

由于是通过参数来传递字段限制条件，例如当我们要查询年龄大于12的学生，我们并不能直接这样使用

querystudent1 = Student.objects.filter(age>12)

Django通过字段后加__条件=值的方式来解决这样的问题，例如上面就可以这样进行查询

querystudent1 = Student.objects.filter(age__gt=12)

1.  等于 exact。
例：查询name等于‘xiao ming’的学生
Student.objects.filter(name='xiao ming')
Student.objects.filter(name__exact='xiao ming')#此处的exact可以省略2.  模糊查询 like包含 contains
例：查询姓名包含'xiao'的学生。
Student.objects.filter(name__contains='xiao')
开头：startswith  结尾：endswith
例：查询姓名以'xiao'开头的学生 以'ming'结尾的学生
Student.objects.filter(name__startswith='xiao')
Student.objects.filter(name__endswith='ming')3.  空查询   isnull
例：查询姓名不为空的学生
Student.objects.filter(name__isnull=False)4.  范围查询  in 
例：查询年龄12或15或16的学生
Student.objects.filter(age__in=[12,15,16])5.  比较查询 gt大于 lt(less than) gte(equal) lte
例：查询年龄大于等于12的学生
Student.objects.filter(age__gte=12)6.  日期查询  date
例：查询1994年出生的学生。
Student.objects.filter(birthyear__date=1994)
例：查询1994年1月1日后出生的学生。
Student.objects.filter(birthyear__date__gt = date(1994,1,1))7. 返回不满足条件的数据 exclude
例：查询id不为3的学生。
Student.objects.exclude(id=3)

模型多表查询

我们在日常的开发中，常常需要对多张数据表同时进行数据查询。多表查询需要在数据表之间建立表关系才能够实现。一对多或一对一的表关系是通过外键实现关联的，而多表查询分为正向查询和反向查询。

以模型BookInfo和BokkTypeInfo为例，如果查询主题是BookInfo，通过外键bookType_id去查询BooKTypeInfo的关联数据，那么该查询称为正向查询；如果查询对象的主题是模型BookTypeInfo，要查询它与模型BookInfo的关联数据，那么该查询称为反向查询；

下面是一个实例：

def bookList2(request):"""多表查询  正常查询 和反向查询:param request::return:"""# 正向查询book: BookInfo = BookInfo.objects.filter(id=2).first()print(book.bookType.bookTypeName)# 反向查询bookType = BookTypeInfo.objects.filter(id=1).first()print(bookType.bookinfo_set.first().bookName)print(bookType.bookinfo_set.all())content_value = {"title": "图书列表"}return render(request, 'book/list.html')

模型数据新增

Django对数据库的数据进行增、删、改操作是借助内置ORM框架所提供的API方法实现的,简单来说，它在模型基础类 Model里定义数据操作方法，通过类继承将这些操作方法传给开发者自定义的模型对象，再由模型对象调用即可实现数据操作。

添加操作通过模型的save方法实现，添加下可以返回主键id值。

我们在前面实例的基础上，来实现这个例子。

因为添加页面是需要图书类别的数据，我们用下拉框实现。所以这里需要一个预处理操作。

先在views.py里定义一个添加预处理方法preAdd

def preAdd(request):"""预处理，添加操作:param request::return:"""bookTypeList = BookTypeInfo.objects.all()print(bookTypeList)content_value = {"title": "图书添加", "bookTypeList": bookTypeList}return render(request, 'book/add.html', context=content_value)

urls.py里加下映射：

path('booklist/preadd', helloWorld.views.preAdd),

原先的list.html，加上添加的链接：

<a href="/book/preAdd">添加</a><br/>

再创建下图书添加页面add.html：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>{{ title }}</title>
</head>
<body>
<h1>{{ title }}</h1>
<form action="/booklist/add" method="post">{% csrf_token %}书名：<input type="text" name="bookName"><br>价格：<input type="text" name="price"><br>出版日期：<input type="date" name="publishDate"><br>分类：<select name="bookType_id">{% for bookType in bookTypeList %}<option value="{{ bookType.id }}">{{ bookType.bookTypeName }}</option>{% endfor %}
</select><br><input  type="submit" value="提交">
</form>
</body>
</html>

最后在views.py里创建图书添加函数add：

def add(request):"""图书添加:param request::return:"""# print(request.POST.get("bookName"))# print(request.POST.get("publishDate"))# print(request.POST.get("bookType_id"))# print(request.POST.get("price"))book = BookInfo()book.bookName = request.POST.get("bookName")book.publishDate = request.POST.get("publishDate")book.bookType_id = request.POST.get("bookType_id")book.price = request.POST.get("price")book.save()# 数据添加后，获取新增数据的主键idprint(book.id)return bookList(request)

运行测试：浏览器输入：http://127.0.0.1:8000/booklist

模型数据修改

模型数据修改和添加都是用的save方法。

我们结合案例先实现下；

我们在views.py里先定义preUpdate方法，修改预处理，根据id获取图书信息，以及获取图书类别列表；

def preUpdate(request, id):"""预处理，修改操作:param request::return:"""print("id:", id)book = BookInfo.objects.get(id=id)print(book)bookTypeList = BookTypeInfo.objects.all()print(bookTypeList)content_value = {"title": "图书修改", "bookTypeList": bookTypeList, "book": book}return render(request, 'book/edit.html', context=content_value)

运行运行
urls.py里加下映射：

path('book/preUpdate/<int:id>', helloWorld.views.preUpdate),

book/list.html修改下，加下修改操作链接：

                <a href="/book/preUpdate/{{ book.id }}">修改</a>

新建编辑页面edit.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>{{ title }}</title>
</head>
<body>
<h3>{{ title }}</h3>
<form action="/book/update" method="post">{% csrf_token %}<table><tr><td>图书名称：</td><td><input type="text" name="bookName" value="{{ book.bookName }}"></td></tr><tr><td>出版日期：</td><td><input type="text" name="publishDate" value="{{ book.publishDate | date:'Y-m-d' }}"></td></tr><tr><td>图书类别：</td><td><select name="bookType_id">{% for bookType in bookTypeList %}<option value="{{ bookType.id }}"{% if book.bookType.id == bookType.id %}selected{% endif %}>{{ bookType.bookTypeName }}</option>{% endfor %}</select></td></tr><tr><td>图书价格：</td><td><input type="text" name="price" value="{{ book.price }}"></td></tr><tr><td colspan="2"><input type="hidden" name="id" value="{{ book.id }}"><input type="submit" value="提交"></td></tr></table>
</form>
</body>
</html>

再写一个update方法，保存图书信息

def update(request):"""图书修改:param request::return:"""book = BookInfo()book.id = request.POST.get("id")book.bookName = request.POST.get("bookName")book.publishDate = request.POST.get("publishDate")book.bookType_id = request.POST.get("bookType_id")book.price = request.POST.get("price")book.save()return bookList(request)

运行运行
urls.py里再加下映射：

path('book/update', helloWorld.views.update),

我们来测试下，浏览器输入：http://127.0.0.1:8000/booklist

模板删除数据

Django5 ORM框架提供了delete()方法来实现数据删除操作，下面是一些常用的方式，删除所有数据，删除指定id数据，根据filter条件删除删除。

删除所有数据

BookInfo.objects.all().delete()

删除指定id数据

BookInfo.objects.get(id=1).delete()

根据条件删除多条数据

BookInfo.objects.filter(price__gte=90).delete()

我们来完善下前面的实例：

views.py里先定义delete方法。

def delete(request, id):"""图书删除:param request::return:"""# 删除所有数据# BookInfo.objects.all().delete()# 删除指定id数据BookInfo.objects.get(id=id).delete()# 根据条件删除多条数据# BookInfo.objects.filter(price__gte=90).delete()return bookList(request)

urls.py里加下映射：

path('book/delete/<int:id>', helloWorld.views.delete),

book/list.html里加下删除操作：

                <a href="/book/delete/{{ book.id }}">删除</a>

删除后数据就消失了，不信你自己试试

总结

本章主要认识了ORM框架 虚拟对象数据库，也学习了如何对虚拟对象数据库进行增删改查操作。继续加油吧。