Django之 数据库ORM

一、ORM

　　Django的 业务 少不了 跟数据库打交道，不然没有数据库保存一些数据将是一件很糟糕的事情。Django 对 数据库 支持原生的 SQL语句，但更好的对数据库支持，Django自己有一套对数据库操作的模块，在操作、性能、便捷上 有很好的提升。ORM，Object Relational Mapping，对象关系映射。从字面意思理解，面向对象编程把所有实体看成对象（object），关系型数据库则是采用实体之间的关系（relation）连接数据。很早就有人提出，关系也可以用对象表达，这样的话，就能使用面向对象编程，来操作关系型数据库。简单说，ORM 就是通过实例对象的语法，完成关系型数据库的操作的技术。

　　ORM 把数据库映射成对象。

数据库的表（table） --> 类（class）
记录（record，行数据）--> 对象（object）
字段（field）--> 对象的属性（attribute）

　　ORM 的优缺点：

优点：
　　1. 数据模型都在一个地方定义，更容易更新和维护，也利于重用代码。
　　2. ORM 有现成的工具，很多功能都可以自动完成，比如数据消毒、预处理、事务等等。
　　3. 它迫使你使用 MVC 架构，ORM 就是天然的 Model，最终使代码更清晰。
　　4. 基于 ORM 的业务代码比较简单，代码量少，语义性好，容易理解。
　　5. 你不必编写性能不佳的 SQL。

缺点：

• ORM 库不是轻量级工具，需要花很多精力学习和设置。
• 对于复杂的查询，ORM 要么是无法表达，要么是性能不如原生的 SQL。
• ORM 抽象掉了数据库层，开发者无法了解底层的数据库操作，也无法定制一些特殊的 SQL。

二、Django的ORM框架

　　1.  数据库配置

　　Django默认的是采用 sqlite 内置数据库，默认自带sqlite的数据库驱动 , 引擎名称：django.db.backends.sqlite3。该数据库在开发阶段基本满足业务需求，当然，在实际上线的业务中，一般会切换成其他的关系型数据库，如mysql，pg数据库，这些数据库能较好的跟Django的ORM结合，也 符合 各种关系表的创建和使用。

　　切换为 mysql 数据库的修改：

settings.py  文件修改　　
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'books',    #你的数据库名称
        'USER': 'root',   #你的数据库用户名
        'PASSWORD': '', #你的数据库密码
        'HOST': '', #你的数据库主机，留空默认为localhost
        'PORT': '', #你的数据库端口
    }
}

NAME即数据库的名字，在mysql连接前该数据库必须已经创建，而上面的sqlite数据库下的db.sqlite3则是项目自动创建

USER和PASSWORD分别是数据库的用户名和密码。

设置完后，再启动我们的Django项目前，我们需要激活我们的mysql。

然后，启动项目，会报错：no module named MySQLdb

这是因为django默认你导入的驱动是MySQLdb，可是MySQLdb对于py3有很大问题，所以我们需要的驱动是PyMySQL 【没有的 pip install 安装】

所以，我们只需要找到项目名文件下的__init__,在里面写入：

import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()

问题解决！

　　2. 表（模型）的创建

实例：我们来假定下面这些概念，字段和关系

作者模型：一个作者有姓名。

作者详细模型：把作者的详情放到详情表，包含性别，email地址和出生日期，作者详情模型和作者模型之间是一对一的关系（one－to－one）（类似于每个人和他的身份证之间的关系），在大多数情况下我们没有必要将他们拆分成两张表，这里只是引出一对一的概念。

出版商模型：出版商有名称，地址，所在城市，省，国家和网站。

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），一本书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），也被称作外键。

from django.db import models

class Publisher(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30, verbose_name="名称")
    address = models.CharField("地址", max_length=50)
    city = models.CharField('城市',max_length=60)
    state_province = models.CharField(max_length=30)
    country = models.CharField(max_length=50)
    website = models.URLField()

    class Meta:
        verbose_name = '出版商'
        verbose_name_plural = verbose_name

    def __str__(self):
        return self.name

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30)
    def __str__(self):
        return self.name

class AuthorDetail(models.Model):
    sex = models.BooleanField(max_length=1, choices=((0, '男'),(1, '女'),))
    email = models.EmailField()
    address = models.CharField(max_length=50)
    birthday = models.DateField()
    author = models.OneToOneField(Author)

class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    authors = models.ManyToManyField(Author)
    publisher = models.ForeignKey(Publisher)
    publication_date = models.DateField()
    price=models.DecimalField(max_digits=5,decimal_places=2,default=10)
    def __str__(self):
        return self.title

注意1：记得在settings里的INSTALLED_APPS中加入'app01',然后再同步数据库。 python manage.py makemigrations / migrate

注意2: models.ForeignKey("Publish") & models.ForeignKey(Publish)

　　分析：

　　1. 根据ORM 对象关系映射，分析上面的代码，每个类【模型】，是 models.Model 的子类，它的父类Model包含了所有必要的和数据库交互的方法。这个模型就是一个表，类的类变量，就是表的表字段，类变量是所有该类的实例对象所共享的，意思就是该模型定义了什么类变量，那么表就有什么表字段。

　　2. 另外，表字段的定义又是models.CharFiled 类的 实例对象，定义该表字段创建时一些参数设置。它的类型都和数据库里的一些字段对应。

　　3. 模型之间的三种关系：一对一，一对多，多对多。

一对一：实质就是在主外键（author_id就是foreign key）的关系基础上，给外键加了一个UNIQUE＝True的属性；

一对多：就是主外键关系；（foreign key）

多对多：(ManyToManyField) 自动创建第三张表(当然我们也可以自己创建第三张表：两个foreign key)

　　4.  字段类型

<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=19, 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-#populate
       # the slug, via JavaScript,in the object's admin form: models.SlugField
       # (prepopulate_from=("pre_name", "name"))prepopulate_from 不接受 DateTimeFields.

<13> 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.

<14> 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

<15> IPAddressField
        # 一个字符串形式的 IP 地址, (i.e. "24.124.1.30").
<16># CommaSeparatedIntegerField
        # 用于存放逗号分隔的整数值. 类似 CharField, 必须要有maxlength参数.

　　5. Field重要参数

　　 <1> null ： 数据库中字段是否可以为空

    <2> blank： django的 Admin 中添加数据时是否可允许空值

    <3> default：设定缺省值

    <4> editable：如果为假，admin模式下将不能改写。缺省为真

    <5> primary_key：设置主键，如果没有设置django创建表时会自动加上：
        id = meta.AutoField('ID', primary_key=True)
        primary_key=True implies blank=False, null=False and unique=True. Only one
        primary key is allowed on an object.

    <6> unique：数据唯一

    <7> verbose_name　　Admin中字段的显示名称

    <8> validator_list：有效性检查。非有效产生 django.core.validators.ValidationError 错误

    <9> db_column，db_index 如果为真将为此字段创建索引

    <10>choices：一个用来选择值的2维元组。第一个值是实际存储的值，第二个用来方便进行选择。
                如SEX_CHOICES= (( ‘F’,'Female’),(‘M’,'Male’),)
                gender = models.CharField(max_length=2,choices = SEX_CHOICES)