ORM模型介绍

随着项目越来越大，采用写原生SQL的方式在代码中会出现大量的SQL语句，那么问题就出现了：

SQL语句重复利用率不高，越复杂的SQL语句条件越多，代码越长。会出现很多相近的SQL语句。
很多SQL语句是在业务逻辑中拼出来的，如果有数据库需要更改，就要去修改这些逻辑，这会很容易漏掉对某些SQL语句的修改。
写SQL时容易忽略web安全问题，给未来造成隐患。SQL注入。

ORM，全称Object Relational Mapping，中文叫做对象关系映射，通过ORM我们可以通过类的方式去操作数据库，而不用再写原生的SQL语句。通过把表映射成类，把行作实例，把字段作为属性，ORM在执行对象操作的时候最终还是会把对应的操作转换为数据库原生语句。使用ORM有许多优点：

易用性：使用ORM做数据库的开发可以有效的减少重复SQL语句的概率，写出来的模型也更加直观、清晰。
性能损耗小：ORM转换成底层数据库操作指令确实会有一些开销。但从实际的情况来看，这种性能损耗很少（不足5%），只要不是对性能有严苛的要求，综合考虑开发效率、代码的阅读性，带来的好处要远远大于性能损耗，而且项目越大作用越明显。
设计灵活：可以轻松的写出复杂的查询。
可移植性：Django封装了底层的数据库实现，支持多个关系数据库引擎，包括流行的MySQL、PostgreSQL和SQLite。可以非常轻松的切换数据库。

ORM模型.png

创建ORM模型：

ORM模型一般都是放在app的models.py文件中。每个app都可以拥有自己的模型。并且如果这个模型想要映射到数据库中，那么这个app必须要放在settings.py的INSTALLED_APP中进行安装。以下是写一个简单的书籍ORM模型。示例代码如下：

from django.db import models
class Book(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=20,null=False)
    author = models.CharField(max_length=20,null=False)
    pub_time = models.DateTimeField(default=datetime.now)
    price = models.FloatField(default=0)

以上便定义了一个模型。这个模型继承自django.db.models.Model，如果这个模型想要映射到数据库中，就必须继承自这个类。这个模型以后映射到数据库中，表名是模型名称的小写形式，为book。在这个表中，有四个字段，一个为name，这个字段是保存的是书的名称，是varchar类型，最长不能超过20个字符，并且不能为空。第二个字段是作者名字类型，同样也是varchar类型，长度不能超过20个。第三个是出版时间，数据类型是datetime类型，默认是保存这本书籍的时间。第五个是这本书的价格，是浮点类型。
还有一个字段我们没有写，就是主键id，在django中，如果一个模型没有定义主键，那么将会自动生成一个自动增长的int类型的主键，并且这个主键的名字就叫做id。

映射模型到数据库中：

将ORM模型映射到数据库中，总结起来就是以下几步：

在settings.py中，配置好DATABASES，做好数据库相关的配置。
在app中的models.py中定义好模型类，这个模型类必须继承自django.db.models.Model类。
将这个app添加到settings.py的INSTALLED_APP中。
在命令行终端，进入到项目所在的路径，然后执行命令python manage.py makemigrations来生成迁移脚本文件。
同样在命令行中，执行命令python manage.py migrate来将迁移脚本文件映射到数据库中。

模型常用属性

常用Field：

在Django中，定义了一些Field（字段）来与数据库表中的字段类型来进行映射。以下将介绍那些常用的字段类型。

AutoField：

映射到数据库中是int类型，可以有自动增长的特性。一般不需要使用这个类型，如果不指定主键，那么模型会自动的生成一个叫做id的自动增长的主键。如果你想指定一个其他名字的并且具有自动增长的主键，使用AutoField也是可以的。

BigAutoField：

64位的整形，类似于AutoField，只不过是产生的数据的范围是从1-9223372036854775807。

BooleanField：

在模型层面接收的是True/False。在数据库层面是tinyint类型。如果没有指定默认值，默认值是None。

CharField：

在数据库层面是varchar类型。在Python层面就是普通的字符串。这个类型在使用的时候必须要指定最大的长度，也即必须要传递max_length这个关键字参数进去。

DateField：

日期类型。在Python中是datetime.date类型，可以记录年月日。在映射到数据库中也是date类型。使用这个Field可以传递以下几个参数：

auto_now：在每次这个数据保存的时候，都使用当前的时间。比如作为一个记录修改日期的字段，可以将这个属性设置为True。
auto_now_add：在每次数据第一次被添加进去的时候，都使用当前的时间。比如作为一个记录第一次入库的字段，可以将这个属性设置为True。

DateTimeField：

日期时间类型，类似于DateField。不仅仅可以存储日期，还可以存储时间。映射到数据库中是datetime类型。这个Field也可以使用auto_now和auto_now_add两个属性。

TimeField：

时间类型。在数据库中是time类型。在Python中是datetime.time类型。

EmailField：

类似于CharField。在数据库底层也是一个varchar类型。最大长度是254个字符。

FileField：

用来存储文件的。这个请参考后面的文件上传章节部分。

ImageField：

用来存储图片文件的。这个请参考后面的图片上传章节部分。

FloatField：

浮点类型。映射到数据库中是float类型。

IntegerField：

整形。值的区间是-2147483648——2147483647。

BigIntegerField：

大整形。值的区间是-9223372036854775808——9223372036854775807。

PositiveIntegerField：

正整形。值的区间是0——2147483647。

SmallIntegerField：

小整形。值的区间是-32768——32767。

PositiveSmallIntegerField：

正小整形。值的区间是0——32767。

TextField：

大量的文本类型。映射到数据库中是longtext类型。

UUIDField：

只能存储uuid格式的字符串。uuid是一个32位的全球唯一的字符串，一般用来作为主键。

URLField：

类似于CharField，只不过只能用来存储url格式的字符串。并且默认的max_length是200。

Field的常用参数：

null：

如果设置为True，Django将会在映射表的时候指定是否为空。默认是为False。在使用字符串相关的Field（CharField/TextField）的时候，官方推荐尽量不要使用这个参数，也就是保持默认值False。因为Django在处理字符串相关的Field的时候，即使这个Field的null=False，如果你没有给这个Field传递任何值，那么Django也会使用一个空的字符串""来作为默认值存储进去。因此如果再使用null=True，Django会产生两种空值的情形（NULL或者空字符串）。如果想要在表单验证的时候允许这个字符串为空，那么建议使用blank=True。如果你的Field是BooleanField，那么对应的可空的字段则为NullBooleanField。

blank：

标识这个字段在表单验证的时候是否可以为空。默认是False。
这个和null是有区别的，null是一个纯数据库级别的。而blank是表单验证级别的。

choices：

from django.db import models
class Student(models.Model):
    # 最佳实践：将常量定义在类内
    FRESHMAN = 'FR'
    SOPHOMORE = 'SO'
    JUNIOR = 'JR'
    SENIOR = 'SR'
    GRADUATE = 'GR'
    YEAR_IN_SCHOOL_CHOICES = [
        (FRESHMAN, 'Freshman'),
        (SOPHOMORE, 'Sophomore'),
        (JUNIOR, 'Junior'),
        (SENIOR, 'Senior'),
        (GRADUATE, 'Graduate'),
    ]
    year_in_school = models.CharField(
        max_length=2,
        choices=YEAR_IN_SCHOOL_CHOICES,
        default=FRESHMAN,
    )
    def is_upperclass(self):
        return self.year_in_school in {self.JUNIOR, self.SENIOR}

还可以对选项进行分组哦~

MEDIA_CHOICES = [
    ('Audio', (
            ('vinyl', 'Vinyl'),
            ('cd', 'CD'),
        )
    ),
    ('Video', (
            ('vhs', 'VHS Tape'),
            ('dvd', 'DVD'),
        )
    ),
    ('unknown', 'Unknown'),
]

db_column：

这个字段在数据库中的名字。如果没有设置这个参数，那么将会使用模型中属性的名字。

default：

默认值。可以为一个值，或者是一个函数，但是不支持lambda表达式。并且不支持列表/字典/集合等可变的数据结构。

primary_key：

是否为主键。默认是False。

unique：

在表中这个字段的值是否唯一。一般是设置手机号码/邮箱等。

更多Field参数请参考官方文档：https://docs.djangoproject.com/zh-hans/2.0/ref/models/fields/

模型中`Meta`配置：

对于一些模型级别的配置。我们可以在模型中定义一个类，叫做Meta。然后在这个类中添加一些类属性来控制模型的作用。比如我们想要在数据库映射的时候使用自己指定的表名，而不是使用模型的名称。那么我们可以在Meta类中添加一个db_table的属性。示例代码如下：

class Book(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=20,null=False)
    desc = models.CharField(max_length=100,name='description',db_column="description1")
    class Meta:
        db_table = 'book_model'

以下将对Meta类中的一些常用配置进行解释。

db_table：

这个模型映射到数据库中的表名。如果没有指定这个参数，那么在映射的时候将会使用模型名来作为默认的表名。

ordering：

设置在提取数据的排序方式。后面章节会讲到如何查找数据。比如我想在查找数据的时候根据添加的时间排序，那么示例代码如下：

class Book(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=20,null=False)
    desc = models.CharField(max_length=100,name='description',db_column="description1")
    pub_date = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    class Meta:
        db_table = 'book_model'
        ordering = ['pub_date']

更多的配置后面会慢慢介绍到。官方文档：https://docs.djangoproject.com/en/2.0/ref/models/options/

外键和表关系

一对多：

应用场景：比如文章和作者之间的关系。一个文章只能由一个作者编写，但是一个作者可以写多篇文章。文章和作者之间的关系就是典型的多对一的关系。
实现方式：一对多或者多对一，都是通过ForeignKey来实现的。还是以文章和作者的案例进行讲解。

class User(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=20)
    password = models.CharField(max_length=100)
class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()
    author = models.ForeignKey("User",on_delete=models.CASCADE)

那么以后在给Article对象指定author，就可以使用以下代码来完成：

article = Article(title='abc',content='123')
author = User(username='zhiliao',password='111111')
# 要先保存到数据库中
author.save()
article.author = author
article.save()

并且以后如果想要获取某个用户下所有的文章，可以通过article_set来实现。示例代码如下：

user = User.objects.first()
# 获取第一个用户写的所有文章
articles = user.article_set.all()
for article in articles:
    print(article)

并且如果想要将文章添加到某个分类中。可以使用一下的方式：

category = Category.objects.first()
article = Article(title='bbb',content='vvv')
article.author = FrontUser.objects.first()
category.article_set.add(article,bulk=False)

使用bulk=False，那么Django会自动的保存article，而不需要在添加到category之前先保存article。
或者是另外一种解决方式是，在添加到category.article_set中之前，先将article保存到数据库中。但是如果article.category不能为空，那么就产生一种死循环了，article没有category不能保存，而将article添加到cateogry.artile_set中，又需要article之前是已经存储到数据库中的。
如果是上面的那种需求，建议使用bulk=False的解决方案。

一对一：

在Django中一对一是通过models.OnetToOneField来实现的。这个OneToOneField其实本质上就是一个外键，只不过这个外键有一个唯一约束（unique key），来实现一对一。
以后如果想要反向引用，那么是通过引用的模型的名字转换为小写的形式进行访问。比如以下模型： ```python class FrontUser(models.Model): username = models.CharField(max_length=200)

class UserExtension(models.Model): school = models.CharField(max_length=100) user = models.OneToOneField(“FrontUser”,on_delete=models.CASCADE)

通过userextension来访问UserExtension对象

user = FrontUser.objects.first() print(user.userextension)

 `UserExtension`的对象，可以通过`user`来访问到对应的user对象。并且`FrontUser`对象可以使用`userextension`来访问对应的`UserExtension`对象。<br />如果不想使用Django默认的引用属性名字。那么可以在`OneToOneField`中添加一个`related_name`参数。示例代码如下： 那么以后就`FrontUser`的对象就可以通过`extension`属性来访问到对应的`UserExtension`对象。
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## 多对多：
1.  应用场景：比如文章和标签的关系。一篇文章可以有多个标签，一个标签可以被多个文章所引用。因此标签和文章的关系是典型的多对多的关系。 
1.  实现方式：`Django`为这种多对多的实现提供了专门的`Field`。叫做`ManyToManyField`。还是拿文章和标签为例进行讲解。示例代码如下： 
```python
class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()
    tags = models.ManyToManyField("Tag",related_name="articles")
class Tag(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)

在数据库层面，实际上Django是为这种多对多的关系建立了一个中间表。这个中间表分别定义了两个外键，引用到article和tag两张表的主键。

数据库-ORM模型