Python主流框架Django,ORM框架

数据模型的增删改查

一、 框架基本介绍

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。

ORM在Django框架中的使用

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 框架进行数据库开发的步骤

  • 配置数据库连接信息
  • 在models.py中定义模型类
  • 数据库迁移
  • 通过操作类和对象完成对数据的增删改查操作

二、ORM在Django中的使用步骤

1-创建工程并修改配置参数

2-安装并注册应用 books

3-配置数据库连接信息

安装MySQL数据库驱动程序

pip install PyMySQL

在Django的工程同名子目录的__init__.py文件中添加如下语句，作用是让Django的ORM能以MySQLdb的方式来调用pyMySQL

from pymysql import install_as_MySQLdb
​
install_as_MySQLdb()

在工程配置文件settings.py中修改DATABASES的配置信息

# django支持多数据库操作,在数据库迁移时默认使用 'default'数据库，想要在迁移时指定使用的数据库见【附2: ORM补充】
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'HOST': '127.0.0.1',  # 数据库主机
        'PORT': 5000,  # 数据库端口
        'USER': 'django',  # 数据库用户名
        'PASSWORD': 'django',  # 数据库用户密码
        'NAME': 'django_demo'  # 数据库名字
    },
    'bak': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'HOST': '127.0.0.1',  # 数据库从机
        'PORT': 5000,  # 数据库端口
        'USER': 'django',  # 数据库用户名
        'PASSWORD': 'django',  # 数据库用户密码
        'NAME': 'django_demo_bak'  # 数据库名字
    },
    
}

修改配置

DATABASES = {
    "default": {
        'ENGINE': 'dj_db_conn_pool.backends.mysql',
        'HOST': '127.0.0.1',  # 数据库主机
        'PORT': 5000,  # 数据库端口
        'USER': 'django',  # 数据库用户名
        'PASSWORD': 'django',  # 数据库用户密码
        'NAME': 'django_demo'  # 数据库名字
        'POOL_OPTIONS': {
            'POOL_SIZE': 10,  # 最小
            'MAX_OVERFLOW': 10,  # 在最小的基础上，还可以增加10个，即：最大20个。
            'RECYCLE': 24 * 60 * 60,  # 连接可以被重复用多久(单位:秒)，超过会重新创建，-1表示永久。
            'TIMEOUT':30, # 池中没有连接最多等待的时间(单位:秒)。
        }
    }
}

在MySQL创建数据库

create database django_demo default charset=utf8;

使用root账户为这个项目创建一个MySQL管理员账户,管理项目相关的数据库

# 当前ubuntu虚拟机的mysql数据库root密码为：Root123
# 创建用户账号 django, 密码 django (由identified by 指明)
create user django identified by 'django'; 
​
# 授权django_demo数据库下的所有表（django_demo.*）的所有权限（all）给用户django在以任何ip访问数据库（'django'@'%'）
grant all on django_demo.* to 'django'@'%'; 
​
# 刷新生效用户权限
flush privileges;

4-在books应用下的 models.py 文件中定义模型类

• 4.1 - 模型类定义规

• 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。可通过在模型类中嵌套定义一个类名为 "Meta" 的类, 并在Meta类中通过类属性 db_table 指明数据库表名.

• 数据库表名

  • 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(primary key)代替

• 4.2 - 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)

• 4.3 - 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

• 4.4 - 选项

  选项	说明
  verbose_name	用于设置该字段在Django管理后台中显示的人类可读的名称。通常用于提供更友好、可读性更强的字段名，以便开发者和管理员更容易理解字段的用途。
  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
  max_length	字符长度；必选项
  auto_now_add	创建时，自动生成时间
  auto_now	更新时，自动更新为当前时间
  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'),)

  • null是数据库范畴的概念，blank是表单验证范畴的

• 4.5 - 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，删除主表数据时连同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() get_or_create作用 get_user_model作用 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),
      )

5-以**【图书-英雄管理】** 为例进行 模型类定义与使用演示

• 创建应用books ,在models.py 文件中定义模型类。

  from django.db import models
  ​
  #定义图书模型类BookInfo
  class BookInfo(models.Model):
      btitle = models.CharField(max_length=20, verbose_name='名称')
      bpub_date = models.DateField(verbose_name='发布日期')
      bread = models.IntegerField(default=0, verbose_name='阅读量')
      bcomment = models.IntegerField(default=0, verbose_name='评论量')
      is_delete = models.BooleanField(default=False, verbose_name='逻辑删除')
      
      class Meta:
          # 指明数据库表名
          db_table = 'tb_books'
          # 在admin站点中显示的名称
          verbose_name = '图书'
          # 显示的复数名称
          verbose_name_plural = verbose_name
          
      def __str__(self):
          """定义每个数据对象的显示信息"""
          return self.btitle
      
      
  #定义英雄模型类HeroInfo
  class HeroInfo(models.Model):
      GENDER_CHOICES = (
          (0, 'male'),
          (1, 'female')
      )
      hname = models.CharField(max_length=20, verbose_name='名称') 
      hgender = models.SmallIntegerField(choices=GENDER_CHOICES, default=0, verbose_name='性别')  
      hcomment = models.CharField(max_length=200, null=True, verbose_name='描述信息') 
      hbook = models.ForeignKey(BookInfo, on_delete=models.CASCADE, verbose_name='图书')  # 外键
      is_delete = models.BooleanField(default=False, verbose_name='逻辑删除')
      
      class Meta:
          db_table = 'tb_heros'
          verbose_name = '英雄'
          verbose_name_plural = verbose_name
          
      def __str__(self):
          return self.hname

• 数据库迁移

  • 数据库迁移说明

  • 进行数据库迁移的目的是将模型类同步到数据库中。makemigrations 命令查找所有可用的模型，为任意一个在数据库中不存在对应数据表的模型创建迁移脚本文件。migrate 命令则运行这些迁移来自动创建数据库表。还提供可选的更丰富的控制模式。

  • 生成迁移文件

    python manage.py makemigrations

  • 数据库迁移

    python manage.py migrate
    # 指定连接的数据库,默认为default
    python manage.py migrate --database=default
    python manage.py migrate --database=bak
    # 指定迁移的应用
    python manage.py migrate app01 --database=default
    添加测试数据
    
    添加图书数据
    
    
    
    
    
    insert into tb_books(btitle,bpub_date,bread,bcomment,is_delete) values
    ('射雕英雄传','1980-5-1',12,34,0),
    ('天龙八部','1986-7-24',36,40,0),
    ('笑傲江湖','1995-12-24',20,80,0),
    ('雪山飞狐','1987-11-11',58,24,0);
    添加英雄数据
    
    
    
    
    
    insert into tb_heros(hname,hgender,hbook_id,hcomment,is_delete) values
    ('郭靖',1,1,'降龙十八掌',0),
    ('黄蓉',0,1,'打狗棍法',0),
    ('黄药师',1,1,'弹指神通',0),
    ('欧阳锋',1,1,'蛤蟆功',0),
    ('梅超风',0,1,'九阴白骨爪',0),
    ('乔峰',1,2,'降龙十八掌',0),
    ('段誉',1,2,'六脉神剑',0),
    ('虚竹',1,2,'天山六阳掌',0),
    ('王语嫣',0,2,'神仙姐姐',0),
    ('令狐冲',1,3,'独孤九剑',0),
    ('任盈盈',0,3,'弹琴',0),
    ('岳不群',1,3,'华山剑法',0),
    ('东方不败',0,3,'葵花宝典',0),
    ('胡斐',1,4,'胡家刀法',0),
    ('苗若兰',0,4,'黄衣',0),
    ('程灵素',0,4,'医术',0),
    ('袁紫衣',0,4,'六合拳',0);

6-通过类和对象完成数据增删改查操作

• shell 工具的使用

  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。

  • 在终端(Terminal)中进入shell交互环境

    python manage.py shell

  • 导入两个模型类，以便后续使用

    from books.models import BookInfo, HeroInfo

• 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 vim /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

    # 跳转到指定行: 在命令行模式下输入":行数"

    sudo service mysql restart

  • 使用如下命令打开mysql日志文件。

    # 实时查看数据库的日志内容

    sudo tail -f /var/log/mysql/mysql.log 

• 数据库 增、删、改、查

  • 1 - 增加

    • 使用说明

      增加数据有两种方法。

      方式一: 通过创建模型类对象，执行对象的save()方法保存到数据库中。

      方式二: 通过模型类.objects.create()保存。

      ​**可通过IDE自带的数据库插件连接数据库; 方便查看数据库数据变化、执行SQL语句

    • 代码示例

      >>> from datetime import date
      >>> book = BookInfo(
          btitle='西游记',
          bpub_date=date(1988,1,1),
          bread=10,
          bcomment=10
      )
      >>> book.save()
      >>> hero = HeroInfo(
          hname='孙悟空',
          hgender=0,
          hbook=book
      )
      >>> hero.save()
      >>> hero2 = HeroInfo(
          hname='猪八戒',
          hgender=0,
          hbook_id=book.id
      )
      >>> hero2.save()
      ​
      ​
      >>> # 指定数据库: HeroInfo.objects.using("bak").create()
      >>> HeroInfo.objects.create(
          hname='沙悟净',
          hgender=0,
          hbook=book
      )
      <HeroInfo: 沙悟净>
      ​
      >>> # 批量创建; batch_size 指定一次性提交的数量
      >>> HeroInfo.objects.bulk_create(
          objs=[
              HeroInfo(hname='红孩儿',hgender=0,hbook=book),
              HeroInfo(hname='铁扇公主',hgender=0,hbook=book)
          ],
          batch_size=3
      )
      [<HeroInfo: 红孩儿>, <HeroInfo: 铁扇公主>]

  • 2 - 查询

    • 2.1-基本查询

      • 查询规则：

        1. get 查询单一结果，如果不存在会抛出模型类 .DoesNotExist 异常，查询到多条数据会抛出MultipleObjectsReturned异常

        2. all 查询多个结果。

        3. count 查询结果数量。

        4. values 与 values_list 查询指定字段的所有值

      • 代码示例：

        >>> BookInfo.objects.all()
        <QuerySet [<BookInfo: 射雕英雄传>, <BookInfo: 天龙八部>, <BookInfo: 笑傲江湖>, <BookInfo: 雪山飞狐>, <BookInfo: 西游记>]>
        ​
        >>> book = BookInfo.objects.get(btitle='西游记')
        >>> book.id
        5
        ​
        >>> BookInfo.objects.all().values('btitle')
        >>> BookInfo.objects.all().values_list('btitle')
        >>> HeroInfo.objects.all().values('hbook_id').distinct()
        ​
        >>> BookInfo.objects.get(id=3)
        <BookInfo: 笑傲江湖>
        >>> BookInfo.objects.get(pk=3)
        <BookInfo: 笑傲江湖>
        ​
        >>> BookInfo.objects.get(id=100)
        """
        Traceback (most recent call last):
        File "<console>", line 1, in <module>
        File "/Users/delron/.virtualenv/dj/lib/python3.6/site-packages/django/db/models/manager.py", line 85, in manager_method
        return getattr(self.get_queryset(), name)(*args, **kwargs)
        File "/Users/delron/.virtualenv/dj/lib/python3.6/site-packages/django/db/models/query.py", line 380, in get
        self.model._meta.object_name
        db.models.DoesNotExist: BookInfo matching query does not exist.
        """

        >>> BookInfo.objects.count()

    • 2.2-过滤查询

      • 查询规则

        1. filter 过滤出多个结果

        2. exclude 排除掉符合条件剩下的结果

        3. get 过滤单一结果

      • 过滤条件的使用语法

        # 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

        属性名称__比较运算符=值

      • 代码演练

        • 相等 exact：表示判等

          # 查询编号为1的图书。

          BookInfo.objects.filter(id__exact=1)

          # 可简写为：

          BookInfo.objects.filter(id=1)

        • 模糊查询

          • 使用语法

          • contains：是否包含(如果要包含 "%" 无需转义，直接写即可)

            startswith、endswith：以指定值开头或结尾。

            说明: 以下运算符都区分大小写，在这些运算符前加上i表示不区分大小写，如iexact、icontains、istartswith、iendswith.

          • 代码示例

            # 查询书名包含'传'的图书。

            BookInfo.objects.filter(btitle__contains='传')

            # 查询书名以'部'结尾的图书

            BookInfo.objects.filter(btitle__endswith='部')

        • 空查询 isnull：是否为null。

          # 查询书名不为空的图书

          BookInfo.objects.filter(btitle__isnull=False)

        • 范围查询 in：是否包含在范围内

        • 查询编号为1或3或5的图书

          BookInfo.objects.filter(id__in=[1, 3, 5])

        • 比较查询

          • 使用语法gt 大于 (greater then)

          • gte 大于等于 (greater then equ)

          lt 小于 (less then)

          lte 小于等于 (less then equal)

          exclude  不等于的运算符，使用exclude()过滤器

          • 代码示例

          • 查询编号大于3的图书

            BookInfo.objects.filter(id__gt=3)

            查询编号不等于3的图书

            BookInfo.objects.exclude(id=3)

        • 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。# 查询1980年发表的图书。BookInfo.objects.filter(bpub_date__year=1980)

          查询1990年1月1日后发表的图书。BookInfo.objects.filter(bpub_date__gt=date(1990, 1, 1))