[Python知识库]Django学习日志三：模型层

Django学习日志三：模型层¹

日志一我们学习了Django的配置，详见：
Django学习日志一Django的配置
日志二我们学习了创建第一个django项目，详见：
Django学习日志二——创建第一个django项目

下面我们来学习模型层的使用：

五、模型层

模型层用于和数据交互。可以通过模型和关系型数据库实现持久化的操作。在Django开发中主要以MySQL作为首选数据库，同时使用非关系型数据库MongoDB存储日志、记录历史信息等数据。

5.1配置数据库MySQL

Django中默认使用SQLite数据库，在开发中如果需要使用MySQL关系型数据库，就需要进行额外配置。步骤如下：

1. 修改./hello/setting.py中的DATABASES参数

   原文件如下：

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

   修改后如下：

   DATABASES = {
       'default': {
           'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
           'NAME': 'hello',
           'USER': 'root',		# mysql账户名
           'PASSWORD': '123456', # mysql密码 
           'Host': '127.0.0.1',
           'PORT': 3306,
       }
   }
   

• ENGINE参数：表示数据库的引擎

• NAME参数：表示访问MYSQL中的数据库的名称

• USER参数：表示访问MYSQL的用户名

• PASSWORD参数：表示访问MYSQL的密码

• HOST参数：表示访问IP数据库的地址（如果访问本地数据库，可以写为localhost或者127.0.0.1）

• PORT参数：表示数据库的端口（端口是3306）

2. 配置数据库

   由于Django连接MYSQL时默认使用MYSQLdb驱动，然而Python3并不支持MYSQLdb驱动，只能安装pymysql包连接MySQL数据库
   pip install pymysql

3. PyMySQL的初始化配置

   在_init_.py中实现PyMySQL的初始化配置：

   import pymysql
   
   pymysql.install_as_MySQLdb()
   

5.2 创建模型，字段类型约束说明

[示例]在hello/app/models.py文件中，定义一个模型类Student，并定义数据表名student

from django.db import models

class Student(models.Model):	# Student继承models.Model类

    s_name = models.CharField(max_length=10, unique=True)
    s_age = models.IntegerField(default=16)
    s_sex = models.BooleanField(default=1)
    operator_time = models.DateTimeField(auto_now=True)
    create_time = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    
    class Meta:
        db_table = 'student'

注意：由于Student继承models.Model类，而models类中定义了自增的id，因此在Student模型中相当于定义了6个字段：

1. id——自增的主键
2. s_name——学生姓名
3. s_age——学生年龄
4. s_sex——学生性别
5. operator_time——操作时间
6. create_time——创建时间

在模型中还定义了嵌套类Meta，用于向Django说明关于此模型的各种元数据信息，如数据表名称，以及查询数据表时默认排序规则等

5.3 数据库迁移

在Django中可以通过数据库迁移命令，将models.py定义的数据模型映射到数据库中，并生成对应的数据表。

1. makemigrations命令是将models中定义的数据模型转换为数据库脚本
2. migrate命令是执行该数据库脚本

步骤一：

在Terminal控制台切换到hello\中输入：

? python manage.py makemigrations

(django2.0.7) E:\python save\django\hello>python manage.py makemigrations
Migrations for 'app':
  app\migrations\0001_initial.py

   - Create model Student

此时在app文件夹下的migration文件夹中自动创建了一个0001_initial.py文件。再次执行migrations，会将models.py中的模型与已有数据库对比，如果有差异，则会再次生成类似0001_initial.py的迁移文件。如果没有差异，则不会进行任何操作。

(django2.0.7) E:\python save\django\hello>python manage.py makemigrations
No changes detected

步骤二：

在Terminal控制台切换到hello\中输入：

(django2.0.7) E:\python save\django\hello>python manage.py migrate
...

这样就将makemigrations命令生成的迁移数据库脚本同步到本地数据库中。在第一次使用python manage.py migrate命令时，数据库会自动创建Django中使用的默认数据表，例如，用户表（auth_user）、权限表（auth_permission）等。

5.4 ORM编程

注意：本节可以先快速浏览一遍，理解相关MySQL操作即可。今后使用时按照需求写代码。

1. 查询语法

查询学生模型中的数据，有以下方法：

• all()：查询模型中的所有数据，并返回查询集中的QuerySet结果集。

• filter()：返回一个符合查询条件的QuerySet结果集。

• get()：返回一个符合条件的Student Object结果集。注意，如果没有满足条件的结果集会抛出异常；如果查询的结果超过一个也会抛出异常。

• exclude()：返回不符合条件的QuerySet结果集，和filter()相反。

• first()：查询QuerySet结果集中的第一个对象。

• last()：查询QuerySet结果集中的最后一个对象。

• order_by()：按照某个字段升序或者降序进行排序。

# 查询学生表中所有的数据，all()的使用
stus=Student.objects.all()
# 查询年龄等于15的学生，filter()的使用
stus=Student.objects.filter(s_age=15)
# 查询年龄不等于15的学生，exclude()的使用
stus=Student.objects.exclude(s_age=15)
# 查询id为1的学生信息
stus=Student.objects.filter(id=1)
stus=Student.objects.get(id=1)
stus=Student.objects.get(pk=1)	# 查询时主键id可用pk代替
# 获取所有学生（按照id降序）中第一个学生的信息
stus=Student.objects.all().order_by('-id')[0]
stus=Student.objects.all().order_by('-id').first()
# 获取所有学生（按照id降序）中最后一个学生的信息
stus=Student.objects.all().order_by('-id').last()

2. 新增语法

# 第一种，获取学生模型对象，给对象属性赋值，并使用save()方法保存
stu = Student()
stu.s_name='王大锤'
stu.s_age=28
stu.yuwen=80
stu.shuxue=90
# 第二种，在学生模型中定义__init__(self,属性值,属性值,属性值,...)方法直接初始化对象，并使用save()方法保存
stu = Student('王大锤',28,80,90)
# 第三种，create()方法
Student.objects.create(s_name='王大锤',s_age=28,yuwen=80,shuxue=90)

3. 修改语法

# 第一种，获取学生模型对象，给对象属性赋值，并使用save()保存
stu=Student.objects.filter(id=2).first()
stu.s_name='小明明'
# 第二种，update()方法
Student.objects.filter(id=2).update(s_name='小明明')

4. 删除语法

# 删除数据
Student.objects.filter(id=3).delete()

5.5 模型关联

1. 一对一关系

   在模型中可以使用OneToOneField来定义关联关系，它会接受一个参数，这个参数即要关联的模型类。

   from django.db import models
   
   class Student(models.Model):
   
       s_name = models.CharField(max_length=10, unique=True)
       s_age = models.IntegerField(default=16)
       s_sex = models.BooleanField(default=1)
       operator_time = models.DateTimeField(auto_now=True)
       create_time = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
   
       class Meta:
           db_table = 'student'
   
   class StudentInfo(models.Model):
       address=models.CharField(max_length=20,null=True)
       phone=models.IntegerField()
       #################################
       stu=models.OneToOneField(Student)
       #################################
       
       class Meta:
           db_table='student_info'
   

   在上面的例子中，如果想通过id=1的学生查找学生拓展表中该对象对应的电话号码，代码如下：

   # 通过学生对象找一对一关联的表信息
   stu=student.objects.get(pk=1)
   student=stu.studentinfo
   # 查找电话
   phone=student.phone
   

   如果已知电话号码，想通过电话号码查找学生的姓名等信息，代码如下：

   # 通过拓展表找学生信息，知道电话号码12345678找学生
   stuinfo=StudentInfo.objects.get(phone='12345678')
   stu=stuinfo.stu
   # 查找学生姓名
   name=stu.s_name
   

2. 一对多关系

   在一个班级中有多个学生，那么班级是"一"的对象，学生是"多"的对象，班级和学生是一对多的关系。一对多使用ForeignKey来定义关联关系

   from django.db import models
   
   # 定义班级模型
   class Grade(models.Model):
       g_name=models.CharField(max_length=10)
       
       class Meta:
           db_table='grade'
           
   # 定义学生模型
   class Student(models.Model):
   
       s_name = models.CharField(max_length=10, unique=True)
       s_age = models.IntegerField(default=16)
       s_sex = models.BooleanField(default=1)
       operator_time = models.DateTimeField(auto_now=True)
       create_time = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
       ##########################
       g=models.ForeignKey(Grade)
       ##########################
   
       class Meta:
           db_table = 'student'
   

   提示：定义一对多关联关系的时候，使用ForeignKey()来定义外键，ForeignKey()定义的字段在"多"的一方。

   如果已知班级和学生模型时，可以进行以下方式的查询：

   • 已知学生id=4，查询该学生的班级信息。

     # 查询id=4的学生的班级名称
     stu=Student.object.get(id=4)
     grade=stu.g
     # 班级名称
     name=grade.g_name
     

   • 已知班级id=1，查询该班级下所有的学生信息

     #  查询id=1的班级的所有学生
     grade=Grade.objects.filter(id=1).first()
     stus=grade.student_set.all()
     

     student_set属性，该属性字段是Django设定的通过"一"找"多"的属性字段，返回一个QuerrySet结果集。

     如果在外键中设置related_name参数，即修改外键定义为g=models.ForeignKey(Grade,related_name=‘students’)，则可以通过下面的方式查询该班级下所有学生信息：

   • 使用related_name查询班级对应的学生信息

     # 查询id=1的班级的所有学生
     grade=Grade.objects.filter(id=1).first()
     stus=grade.students.all()
     

3. 多对多关系

   一个学生可以选择多门课程，一个课程也可以被多个学生选择，那么学生和课程就是一组多对多的关系。在Django中由ManyToManyField字段来表示多对多的关联关系。示例代码如下：

   from django.db import models
   
   # 学生模型
   class Student(models.Model):
   
       s_name = models.CharField(max_length=10, unique=True)
       s_age = models.IntegerField(default=16)
       s_sex = models.BooleanField(default=1)
       operator_time = models.DateTimeField(auto_now=True)
       create_time = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
       g = models.ForeignKey(Grade)
   
       class Meta:
           db_table = 'student'
   
   # 课程模型 
   class Course(models.Model):
       c_name=models.CharField(max_length=10)
       stu=models.ManyToManyField(Student)
       
       class Meta:
           db_table = 'course'
   

   注意：在两种模型中的任一个模型中都可以定义字段，因为多对多的关联关系是对称的。

   在使用数据库迁移命令后，会发现数据库中创建了一张student学生表、一张course表，以及一张课程表和学生对应的中间表，该中间表中的两个外键分别关联到学生表主键和课程表主键。

   中间表在Django ORM的使用过程中通常处于隐藏状态，不可以直接对中间表进行查询。

   关于学生查找、添加和删除课程的操作，有如下代码：

   • 给id=4的学生添加两门课程，课程id分别为1和2

     # id=4的学生添加两门课程(id=1,2)
     stu = Student.objects.get(id=4)
     c1 = Course.object.get(id=1)
     c2 = Course.object.get(id=2)
     stu.course_set.add(c1)
     stu.course_set.add(c2)
     

   • 删除某个学生的某个课程

     # 删除id=4的学生的课程中id=1的课程
     stu = Student.objects.get(id=4)
     stu.course_set.remove(c1)
     

   • 查询某个学生的所有课程

     stu=Student.objects.get(id=4)
     # 查询学生的所有课程
     courses=stu.course_set.all()