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Django 框架 - 資料庫操作

阿新 • • 發佈：2018-12-24

資料庫


ORM框架

O是object，也就類物件的意思，R是relation，翻譯成中文是關係，也就是關係資料庫中資料表的意思，M是mapping，是對映的意思。在ORM框架中，它幫我們把類和資料表進行了一個對映，可以讓我們通過類和類物件就能操作它所對應的表格中的資料。ORM框架還有一個功能，它可以根據我們設計的類自動幫我們生成資料庫中的表格，省去了我們自己建表的過程。

django中內嵌了ORM框架，不需要直接面向資料庫程式設計，而是定義模型類，通過模型類和物件完成資料表的增刪改查操作。

使用django進行資料庫開發的步驟如下：

  1. 配置資料庫連線資訊
  2. 在models.py中定義模型類
  3. 遷移
  4. 通過類和物件完成資料增刪改查操作



配置

在settings.py中儲存了資料庫的連線配置資訊，Django預設初始配置使用sqlite資料庫。

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

  1. 使用MySQL資料庫首先需要安裝驅動程式

    pip install PyMySQL

  2. 在Django的工程同名子目錄的__init__.py檔案中新增如下語句

    from pymysql import install_as_MySQLdb

install_as_MySQLdb()

    作用是讓Django的ORM能以mysqldb的方式來呼叫PyMySQL。

  3. 修改DATABASES配置資訊

    DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'HOST': '127.0.0.1',  # 資料庫主機
        'PORT': 3306,  # 資料庫埠
     
    
        'USER': 'root',  # 資料庫使用者名稱
        'PASSWORD': 'mysql',  # 資料庫使用者密碼
        'NAME': 'django_demo'  # 資料庫名字
    }
}

  4. 在MySQL中建立資料庫

    create database django_demo default charset=utf8;



定義模型類

  • 模型類被定義在"應用/models.py"檔案中。
  • 模型類必須繼承自Model類，位於包django.db.models中。

1 定義

1） 資料庫表名

模型類如果未指明表名，Django預設以 小寫app應用名_小寫模型類名 為資料庫表名。

可通過db_table 指明資料庫表名。

2） 關於主鍵

django會為表建立自動增長的主鍵列，每個模型只能有一個主鍵列，如果使用選項設定某屬性為主鍵列後django不會再建立自動增長的主鍵列。

預設建立的主鍵列屬性為id，可以使用pk代替，pk全拼為primary key。

3） 屬性命名限制

  • 不能是python的保留關鍵字。

  • 不允許使用連續的下劃線，這是由django的查詢方式決定的。

  • 定義屬性時需要指定欄位型別，通過欄位型別的引數指定選項，語法如下：

    屬性=models.欄位型別(選項)

4）欄位型別

型別 說明
AutoField 自動增長的IntegerField，通常不用指定，不指定時Django會自動建立屬性名為id的自動增長屬性
BooleanField 布林欄位，值為True或False
NullBooleanField 支援Null、True、False三種值
CharField 字串，引數max_length表示最大字元個數
TextField 大文字欄位，一般超過4000個字元時使用
IntegerField 整數
DecimalField 十進位制浮點數， 引數max_digits表示總位數， 引數decimal_places表示小數位數
FloatField 浮點數
DateField 日期， 引數auto_now表示每次儲存物件時，自動設定該欄位為當前時間，用於"最後一次修改"的時間戳，它總是使用當前日期，預設為False； 引數auto_now_add表示當物件第一次被建立時自動設定當前時間，用於建立的時間戳，它總是使用當前日期，預設為False; 引數auto_now_add和auto_now是相互排斥的，組合將會發生錯誤
TimeField 時間，引數同DateField
DateTimeField 日期時間，引數同DateField
FileField 上傳檔案欄位
ImageField 繼承於FileField，對上傳的內容進行校驗，確保是有效的圖片

5） 選項

選項 說明
null 如果為True，表示允許為空，預設值是False
blank 如果為True，則該欄位允許為空白，預設值是False
db_column 欄位的名稱，如果未指定，則使用屬性的名稱
db_index 若值為True, 則在表中會為此欄位建立索引，預設值是False
default 預設
primary_key 若為True，則該欄位會成為模型的主鍵欄位，預設值是False，一般作為AutoField的選項使用
unique 如果為True, 這個欄位在表中必須有唯一值，預設值是False

null是資料庫範疇的概念，blank是表單驗證範疇的

6） 外來鍵

在設定外來鍵時，需要通過on_delete選項指明主表刪除資料時，對於外來鍵引用表資料如何處理，在django.db.models中包含了可選常量：

  • CASCADE 級聯，刪除主表資料時連通一起刪除外來鍵表中資料

  • PROTECT 保護，通過丟擲ProtectedError異常，來阻止刪除主表中被外來鍵應用的資料

  • SET_NULL 設定為NULL，僅在該欄位null=True允許為null時可用

  • SET_DEFAULT 設定為預設值，僅在該欄位設定了預設值時可用

  • SET() 設定為特定值或者呼叫特定方法，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，如果資料庫前置指明級聯性，此選項會丟擲IntegrityError異常

2 遷移

將模型類同步到資料庫中。

1）生成遷移檔案

python manage.py makemigrations

2）同步到資料庫中

python manage.py migrate



演示工具

shell工具

Django的manage工具提供了shell命令，幫助我們配置好當前工程的執行環境（如連線好資料庫等），以便可以直接在終端中執行測試python語句。

通過如下命令進入shell

python manage.py shell

檢視MySQL資料庫日誌

檢視mysql資料庫日誌可以檢視對資料庫的操作記錄。 mysql日誌檔案預設沒有產生，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，然後儲存並使用如下命令重啟mysql服務。

sudo service mysql restart

使用如下命令開啟mysql日誌檔案。

tail -f /var/log/mysql/mysql.log  # 可以實時檢視資料庫的日誌內容
# 如提示需要sudo許可權，執行
# sudo tail -f /var/log/mysql/mysql.log



資料庫操作——增、刪、改、查

增加

  • save
    • 先建立模型類物件，執行物件的 save() 方法儲存到資料庫中
  • create
    • 通過 模型類.objects.create() 儲存，建立完直接儲存

查詢

基本查詢
  • get 查詢單一結果，如果不存在會丟擲 模型類.DoesNotExist 異常
  • all 查詢多個結果
  • coutn 查詢結果數量

過濾查詢

實現 SQL 中的 where 功能

  • filter 過濾出多個結果
  • exclude 排除掉符合條件剩下的結果
  • get 過濾單一結果

對於過濾條件的使用，上述三個方法相同，僅以 filter 進行講解

過濾條件的表達語法如下：

屬性名稱__比較運算子=值
# 屬性名稱和比較運算子間使用兩個下劃線，所以屬性名不能包括多個下劃線
  • 相等
    • exact: 表示判等
  • 模糊查詢
    • contains：是否包含 如果要包含 % 無序轉義，直接寫即可
    • startswith、endswith：以指定值開頭或結尾
    • 以上執行符都區分大小寫，在這些運算子前加上 i 表示不區分大小寫
  • 空查詢
    • isnull：是否為 null
  • 範圍查詢
    • in：是否包含在範圍內
  • 比較查詢
    • gt：大於
    • gte：大於等於
    • lt：小於
    • lte：小於等於
    • 不等於的運算子，使用 exclude() 過濾器
  • 日期查詢
    • year、month、day、week_day、hour、minute、second：對日期時間型別的屬性進行運算。
  • F 物件
    • 之前的查詢都是物件的屬性和常量值比較，使用 F物件可以實現兩個屬性直接進行比較
    • 語法：F("屬性名")
    • 可以在 F 物件上使用算數運算
  • Q 物件
    • 對個過濾器逐個呼叫表示邏輯與關係，同 sql 語句中 where 部分的 and 關鍵字
    • 如果需要實現邏輯或or的查詢，需要使用Q()物件結合|運算子，Q物件被義在django.db.models中
    • 語法：Q(屬性名__運算子=值)
    • Q物件可以使用 &、| 連線，& 表示邏輯與，| 表示邏輯或。
    • Q物件前可以使用~操作符，表示非not。

聚合函式

使用aggregate()過濾器呼叫聚合函式。聚合函式包括：Avg 平均，Count 數量，Max 最大，Min 最小，Sum 求和，被定義在django.db.models中。

  • aggregaye 的返回值是一個字典型別
  • 使用 count 時一般不使用 aggergate() 過濾器

排序

使用 order_by 對結果進行排序


關聯查詢

  • 從一到多的訪問語法

    • 一對應的模型類物件.多對應的模型類名小寫_set
    b = BookInfo.objects.get(id=1)
b.heroinfo_set.all()

  • 從多到一的訪問語法

    • 多對應的模型類物件.多對應的模型類中關係類屬性名
    h = HeroInfo.objects.get(id=1)
h.hbook

  • 訪問一對應的模型類關聯物件的 id 語法

    • 多對應的模型類物件.關聯類屬性_id
    h = HeroInfo.objects.get(id=1)
h.hbook_id

關聯過濾查詢

由多模型類條件查詢一模型類資料:

語法如下：

關聯模型類名小寫__屬性名__條件運算子=值

注意：如果沒有"__運算子"部分，表示等於。

例：

查詢圖書，要求圖書英雄為"孫悟空"

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

查詢圖書，要求圖書中英雄的描述包含"八"

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

由一模型類條件查詢多模型類資料:

語法如下：

一模型類關聯屬性名__一模型類屬性名__條件運算子=值

注意：如果沒有"__運算子"部分，表示等於。


修改
  • save
    • 修改模型類物件的屬性，然後執行 save() 方法
  • update
    • 使用模型類.objects.filter().update() ，會返回受影響的行數

刪除
  • 模型類物件 delete
  • 模型類.objects.filter().delete()



查詢集 QuerySet

概念

Django的ORM中存在查詢集的概念。

查詢集，也稱查詢結果集、QuerySet，表示從資料庫中獲取的物件集合。

當呼叫如下過濾器方法時，Django會返回查詢集（而不是簡單的列表）：

  • all()：返回所有資料。
  • filter()：返回滿足條件的資料。
  • exclude()：返回滿足條件之外的資料。
  • order_by()：對結果進行排序。

對查詢集可以再次呼叫過濾器進行過濾，如

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

也就意味著查詢集可以含有零個、一個或多個過濾器。過濾器基於所給的引數限制查詢的結果。

從SQL的角度講，查詢集與select語句等價，過濾器像where、limit、order by子句。

判斷某一個查詢集中是否有資料：

  • exists()：判斷查詢集中是否有資料，如果有則返回True，沒有則返回False。

兩大特性

惰性執行

建立查詢集不會訪問資料庫，直到呼叫資料時，才會訪問資料庫，呼叫資料的情況包括迭代、序列化、與if合用

例如，當執行如下語句時，並未進行資料庫查詢，只是建立了一個查詢集qs

qs = BookInfo.objects.all()

繼續執行遍歷迭代操作後，才真正的進行了資料庫的查詢

for book in qs:
    print(book.btitle)

快取

使用同一個查詢集，第一次使用時會發生資料庫的查詢，然後Django會把結果快取下來，再次使用這個查詢集時會使用快取的資料，減少了資料庫的查詢次數。



限制查詢集

可以對查詢集進行取下標或切片操作，等同於sql中的limit和offset子句。

注意：不支援負數索引。

對查詢集進行切片後返回一個新的查詢集，不會立即執行查詢。

如果獲取一個物件，直接使用[0]，等同於[0:1].get()，但是如果沒有資料，[0]引發IndexError異常，[0:1].get()如果沒有資料引發DoesNotExist異常。

示例：獲取第1、2項，執行檢視。

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



管理器 Manager

管理器是 Django 的模型進行資料庫操作的介面，Django 應用的每個模型類都擁有至少一個管理器。

我們在通過模型類的objects屬性提供的方法操作資料庫時，即是在使用一個管理器物件objects。當沒有為模型類定義管理器時，Django會為每一個模型類生成一個名為objects的管理器，它是models.Manager類的物件。


自定義管理器

我們可以自定義管理器，並應用到我們的模型類上。

注意：一旦為模型類指明自定義的過濾器後，Django不再生成預設管理物件objects。

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