Django 框架 - 数据库操作

数据库

ORM框架

O是object，也就类对象的意思，R是relation，翻译成中文是关系，也就是关系数据库中数据表的意思，M是mapping，是映射的意思。在ORM框架中，它帮我们把类和数据表进行了一个映射，可以让我们通过类和类对象就能操作它所对应的表格中的数据。ORM框架还有一个功能，它可以根据我们设计的类自动帮我们生成数据库中的表格，省去了我们自己建表的过程。

django中内嵌了ORM框架，不需要直接面向数据库编程，而是定义模型类，通过模型类和对象完成数据表的增删改查操作。

使用django进行数据库开发的步骤如下：

1. 配置数据库连接信息
2. 在models.py中定义模型类
3. 迁移
4. 通过类和对象完成数据增删改查操作

配置

在settings.py中保存了数据库的连接配置信息，Django默认初始配置使用sqlite数据库。

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}

1. 使用MySQL数据库首先需要安装驱动程序

   pip install PyMySQL
   

2. 在Django的工程同名子目录的__init__.py文件中添加如下语句

   from pymysql import install_as_MySQLdb
   
   install_as_MySQLdb()
   

   作用是让Django的ORM能以mysqldb的方式来调用PyMySQL。

3. 修改DATABASES配置信息

   DATABASES = {
       'default': {
           'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
           'HOST': '127.0.0.1',  # 数据库主机
           'PORT': 3306,  # 数据库端口
           'USER': 'root',  # 数据库用户名
           'PASSWORD': 'mysql',  # 数据库用户密码
           'NAME': 'django_demo'  # 数据库名字
       }
   }
   

4. 在MySQL中创建数据库

   create database django_demo default charset=utf8;
   

定义模型类

• 模型类被定义在"应用/models.py"文件中。
• 模型类必须继承自Model类，位于包django.db.models中。

1 定义

1） 数据库表名

模型类如果未指明表名，Django默认以 小写app应用名_小写模型类名 为数据库表名。

可通过db_table 指明数据库表名。

2） 关于主键

django会为表创建自动增长的主键列，每个模型只能有一个主键列，如果使用选项设置某属性为主键列后django不会再创建自动增长的主键列。

默认创建的主键列属性为id，可以使用pk代替，pk全拼为primary key。

3） 属性命名限制

• 不能是python的保留关键字。

• 不允许使用连续的下划线，这是由django的查询方式决定的。

• 定义属性时需要指定字段类型，通过字段类型的参数指定选项，语法如下：

  属性=models.字段类型(选项)
  

4）字段类型

类型	说明
AutoField	自动增长的IntegerField，通常不用指定，不指定时Django会自动创建属性名为id的自动增长属性
BooleanField	布尔字段，值为True或False
NullBooleanField	支持Null、True、False三种值
CharField	字符串，参数max_length表示最大字符个数
TextField	大文本字段，一般超过4000个字符时使用
IntegerField	整数
DecimalField	十进制浮点数， 参数max_digits表示总位数， 参数decimal_places表示小数位数
FloatField	浮点数
DateField	日期， 参数auto_now表示每次保存对象时，自动设置该字段为当前时间，用于"最后一次修改"的时间戳，它总是使用当前日期，默认为False； 参数auto_now_add表示当对象第一次被创建时自动设置当前时间，用于创建的时间戳，它总是使用当前日期，默认为False; 参数auto_now_add和auto_now是相互排斥的，组合将会发生错误
TimeField	时间，参数同DateField
DateTimeField	日期时间，参数同DateField
FileField	上传文件字段
ImageField	继承于FileField，对上传的内容进行校验，确保是有效的图片

5） 选项

选项	说明
null	如果为True，表示允许为空，默认值是False
blank	如果为True，则该字段允许为空白，默认值是False
db_column	字段的名称，如果未指定，则使用属性的名称
db_index	若值为True, 则在表中会为此字段创建索引，默认值是False
default	默认
primary_key	若为True，则该字段会成为模型的主键字段，默认值是False，一般作为AutoField的选项使用
unique	如果为True, 这个字段在表中必须有唯一值，默认值是False

null是数据库范畴的概念，blank是表单验证范畴的

6） 外键

在设置外键时，需要通过on_delete选项指明主表删除数据时，对于外键引用表数据如何处理，在django.db.models中包含了可选常量：

• CASCADE 级联，删除主表数据时连通一起删除外键表中数据

• PROTECT 保护，通过抛出ProtectedError异常，来阻止删除主表中被外键应用的数据

• SET_NULL 设置为NULL，仅在该字段null=True允许为null时可用

• SET_DEFAULT 设置为默认值，仅在该字段设置了默认值时可用

• SET() 设置为特定值或者调用特定方法，如

  from django.conf import settings
  from django.contrib.auth import get_user_model
  from django.db import models
  
  def get_sentinel_user():
      return get_user_model().objects.get_or_create(username='deleted')[0]
  
  class MyModel(models.Model):
      user = models.ForeignKey(
          settings.AUTH_USER_MODEL,
          on_delete=models.SET(get_sentinel_user),
      )
  

• DO_NOTHING 不做任何操作，如果数据库前置指明级联性，此选项会抛出IntegrityError异常

2 迁移

将模型类同步到数据库中。

1）生成迁移文件

python manage.py makemigrations

2）同步到数据库中

python manage.py migrate

演示工具

shell工具

Django的manage工具提供了shell命令，帮助我们配置好当前工程的运行环境（如连接好数据库等），以便可以直接在终端中执行测试python语句。

通过如下命令进入shell

python manage.py shell

查看MySQL数据库日志

查看mysql数据库日志可以查看对数据库的操作记录。 mysql日志文件默认没有产生，需要做如下配置：

sudo vi /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf

把68，69行前面的#去除，然后保存并使用如下命令重启mysql服务。

sudo service mysql restart

使用如下命令打开mysql日志文件。

tail -f /var/log/mysql/mysql.log  # 可以实时查看数据库的日志内容
# 如提示需要sudo权限，执行
# sudo tail -f /var/log/mysql/mysql.log

数据库操作——增、删、改、查

增加

• save
  • 先创建模型类对象，执行对象的 save() 方法保存到数据库中
• create
  • 通过 模型类.objects.create() 保存，创建完直接保存

查询

基本查询

• get 查询单一结果，如果不存在会抛出 模型类.DoesNotExist 异常
• all 查询多个结果
• coutn 查询结果数量

过滤查询

实现 SQL 中的 where 功能

• filter 过滤出多个结果
• exclude 排除掉符合条件剩下的结果
• get 过滤单一结果

对于过滤条件的使用，上述三个方法相同，仅以 filter 进行讲解

过滤条件的表达语法如下：

属性名称__比较运算符=值
# 属性名称和比较运算符间使用两个下划线，所以属性名不能包括多个下划线

• 相等
  • exact: 表示判等
• 模糊查询
  • contains：是否包含 如果要包含 % 无序转义，直接写即可
  • startswith、endswith：以指定值开头或结尾
  • 以上运行符都区分大小写，在这些运算符前加上 i 表示不区分大小写
• 空查询
  • isnull：是否为 null
• 范围查询
  • in：是否包含在范围内
• 比较查询
  • gt：大于
  • gte：大于等于
  • lt：小于
  • lte：小于等于
  • 不等于的运算符，使用 exclude() 过滤器
• 日期查询
  • year、month、day、week_day、hour、minute、second：对日期时间类型的属性进行运算。
• F 对象
  • 之前的查询都是对象的属性和常量值比较，使用 F对象可以实现两个属性直接进行比较
  • 语法：F("属性名")
  • 可以在 F 对象上使用算数运算
• Q 对象
  • 对个过滤器逐个调用表示逻辑与关系，同 sql 语句中 where 部分的 and 关键字
  • 如果需要实现逻辑或or的查询，需要使用Q()对象结合|运算符，Q对象被义在django.db.models中
  • 语法：Q(属性名__运算符=值)
  • Q对象可以使用 &、| 连接，& 表示逻辑与，| 表示逻辑或。
  • Q对象前可以使用~操作符，表示非not。
    
    

聚合函数

使用aggregate()过滤器调用聚合函数。聚合函数包括：Avg 平均，Count 数量，Max 最大，Min 最小，Sum 求和，被定义在django.db.models中。

• aggregaye 的返回值是一个字典类型
• 使用 count 时一般不使用 aggergate() 过滤器
  
  

排序

使用 order_by 对结果进行排序

关联查询

• 从一到多的访问语法

  • 一对应的模型类对象.多对应的模型类名小写_set

  b = BookInfo.objects.get(id=1)
  b.heroinfo_set.all()
  

• 从多到一的访问语法

  • 多对应的模型类对象.多对应的模型类中关系类属性名

  h = HeroInfo.objects.get(id=1)
  h.hbook
  

• 访问一对应的模型类关联对象的 id 语法

  • 多对应的模型类对象.关联类属性_id

  h = HeroInfo.objects.get(id=1)
  h.hbook_id
  

关联过滤查询

由多模型类条件查询一模型类数据:

语法如下：

关联模型类名小写__属性名__条件运算符=值

注意：如果没有"__运算符"部分，表示等于。

例：

查询图书，要求图书英雄为"孙悟空"

BookInfo.objects.filter(heroinfo__hname='孙悟空')

查询图书，要求图书中英雄的描述包含"八"

BookInfo.objects.filter(heroinfo__hcomment__contains='八')

由一模型类条件查询多模型类数据:

语法如下：

一模型类关联属性名__一模型类属性名__条件运算符=值

注意：如果没有"__运算符"部分，表示等于。

修改

• save
  • 修改模型类对象的属性，然后执行 save() 方法
• update
  • 使用模型类.objects.filter().update() ，会返回受影响的行数
    
    

删除

• 模型类对象 delete
• 模型类.objects.filter().delete()

查询集 QuerySet

概念

Django的ORM中存在查询集的概念。

查询集，也称查询结果集、QuerySet，表示从数据库中获取的对象集合。

当调用如下过滤器方法时，Django会返回查询集（而不是简单的列表）：

• all()：返回所有数据。
• filter()：返回满足条件的数据。
• exclude()：返回满足条件之外的数据。
• order_by()：对结果进行排序。

对查询集可以再次调用过滤器进行过滤，如

BookInfo.objects.filter(bread__gt=30).order_by('bpub_date')

也就意味着查询集可以含有零个、一个或多个过滤器。过滤器基于所给的参数限制查询的结果。

从SQL的角度讲，查询集与select语句等价，过滤器像where、limit、order by子句。

判断某一个查询集中是否有数据：

• exists()：判断查询集中是否有数据，如果有则返回True，没有则返回False。

两大特性

惰性执行

创建查询集不会访问数据库，直到调用数据时，才会访问数据库，调用数据的情况包括迭代、序列化、与if合用

例如，当执行如下语句时，并未进行数据库查询，只是创建了一个查询集qs

qs = BookInfo.objects.all()

继续执行遍历迭代操作后，才真正的进行了数据库的查询

for book in qs:
    print(book.btitle)

缓存

使用同一个查询集，第一次使用时会发生数据库的查询，然后Django会把结果缓存下来，再次使用这个查询集时会使用缓存的数据，减少了数据库的查询次数。

限制查询集

可以对查询集进行取下标或切片操作，等同于sql中的limit和offset子句。

注意：不支持负数索引。

对查询集进行切片后返回一个新的查询集，不会立即执行查询。

如果获取一个对象，直接使用[0]，等同于[0:1].get()，但是如果没有数据，[0]引发IndexError异常，[0:1].get()如果没有数据引发DoesNotExist异常。

示例：获取第1、2项，运行查看。

qs = BookInfo.objects.all()[0:2]

管理器 Manager

管理器是 Django 的模型进行数据库操作的接口，Django 应用的每个模型类都拥有至少一个管理器。

我们在通过模型类的objects属性提供的方法操作数据库时，即是在使用一个管理器对象objects。当没有为模型类定义管理器时，Django会为每一个模型类生成一个名为objects的管理器，它是models.Manager类的对象。

自定义管理器

我们可以自定义管理器，并应用到我们的模型类上。

注意：一旦为模型类指明自定义的过滤器后，Django不再生成默认管理对象objects。