Python全栈之路系列之Django模型

MTV开发模式

把数据存取逻辑、业务逻辑和表现逻辑组合在一起的概念有时被称为软件架构的Model-View-Controller(MVC)模式。在这个模式中，Model代表数据存取层，View代表的是系统中选择显示什么和怎么显示的部分，Controller指的是系统中根据用户输入并视需要访问模型，以决定使用哪个视图的那部分。

Django紧紧地遵循这种MVC模式，可以称得上是一种MVC框架。

以下是Django中M、V和C各自的含义：

1. **M**： 数据存取部分，由django数据库层处理;

2. **V**： 选择显示哪些数据要显示以及怎样显示的部分，由视图和模板处理;

3. **C**： 根据用户输入委派视图的部分，由Django框架根据URLconf设置，对给定URL调用适当的Python函数;

C由框架自行处理，而Django里更关注的是模型(Model)、模板(Template)和视图(Views)，Django也被称为MTV框架，在MTV开发模式中：

1. **M** 代表模型(Model)，即数据存取层，该层处理与数据相关的所有事务：如何存取、如何验证有效性、包含哪些行为以及数据之间的关系等;

2. **T** 代表模板(Template)，即表现层，该层处理与表现相关的决定：如何在页面或其他类型文档中进行显示;

3. **V** 代表视图(View)，即业务逻辑层，该层包含存取模型及调取恰当模板的相关逻辑，你可以把它看作模型与模板之间的桥梁;

数据库配置

Django的数据库在settings.py文件中配置，打开这个文件找到DATABASES字段进行数据库的配置：

DATABASES = {
    ‘default‘: {
        ‘ENGINE‘: ‘django.db.backends.mysql‘,
        ‘NAME‘: ‘mydatabase‘,
        ‘USER‘: ‘root‘,
        ‘PASSWORD‘: ‘as‘,
        ‘HOST‘: ‘127.0.0.1‘,
        ‘PORT‘: ‘3306‘,
    }
}

以下是一个MySQL数据库的配置属性：

ENGINE字段所支持的内置数据库

1. django.db.backends.postgresql

2. django.db.backends.mysql

3. django.db.backends.sqlite3

4. django.db.backends.oracle

无论你选择使用那个数据库都必须安装此数据库的驱动，即python操作数据库的介质，在这里你需要注意的是python3.x并不支持使用MySQLdb模块，但是你可以通过pymysql来替代mysqldb，首先你需要安装pymysql模块：

pip3 install pymysql

然后再项目的__init__.py文件加入以下两行配置：

import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()

当数据库配置完成之后，我们可以使用python manage.py shell进入项目测试，输入下面这些指令来测试你的数据库配置：

E:\DarkerProjects>python manage.py shell
Python 3.5.2 (v3.5.2:4def2a2901a5, Jun 25 2016, 22:18:55) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>> from django.db import connection
>>> cursor = connection.cursor()

如果没有显示什么错误信息，那么你的数据库配置是正确的。

第一个应用程序

让我们来创建一个Django app，一个包含模型，视图和Django代码，并且形式为独立Python包的完整Django应用。

Project和app之间的不同就是一个是配置另一个是代码：

1. 一个Project包含很多个Django app以及对它们的配置;

2. 技术上，Project的作用是提供配置文件，比方说哪里定义数据库连接信息, 安装的app列表，TEMPLATE等等;

3. 一个app是一套Django功能的集合，通常包括模型和视图，按Python的包结构的方式存在;

4. 例如，Django本身内建有一些app，例如注释系统和自动管理界面，app的一个关键点是它们是很容易移植到其他Project和被多个Project复用。

如果你使用了Django的数据库层(模型)，你必须创建一个Django app，模型必须存放在apps中，因此，为了开始建造我们的模型，我们必须创建一个新的app：

E:\DarkerProjects>python manage.py startapp darker

E:\DarkerProjects这是我的项目根目录，创建完成之后会自动创建如下文件:

E:\DarkerProjects>tree /f darker
文件夹 PATH 列表
卷序列号为 0003-4145
E:\DARKERPROJECTS\DARKER
│  admin.py
│  apps.py
│  models.py
│  tests.py
│  views.py
│  __init__.py
│
└─migrations
   __init__.py

第一个模型

首先我们需要创建三张表，分别是：

1. 学生表(student)，拥有字段: id/sname/gender

2. 课程表(course)，拥有字段: id/cname

3. 成绩表(score)，拥有字段: id/student_id/course_id

打开app的models.py目录输入以下代码：

from django.db import models

# Create your models here.

class student(models.Model):
    # 自增主键
    id = models.AutoField
    sname = models.CharField(max_length=12)
    gender = models.CharField(max_length=2)
    
class course(models.Model):
    # 自增主键
    id = models.AutoField
    cname = models.CharField(max_length=12)
    
class score(models.Model):
    # 自增主键
    id = models.AutoField
    # 设置外键关联
    student_id = models.ForeignKey(student)
    course_id = models.ForeignKey(course)

每个数据模型都是django.db.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，并提供了一个简洁漂亮的定义数据库字段的语法,每个模型相当于单个数据库表，每个属性也是这个表中的一个字段,属性名就是字段名;

模型安装

要通过django在数据库中创建这些表，首先我们需要在项目中激活这些模型，将darker app添加到配置文件的已安装应用列表中即可完成此步骤;

编辑settings.py文件,找到INSTALLED_APPS设置,INSTALLED_APPS告诉Django项目哪些app处于激活状态：

INSTALLED_APPS = [
    ‘django.contrib.admin‘,
    ‘django.contrib.auth‘,
    ‘django.contrib.contenttypes‘,
    ‘django.contrib.sessions‘,
    ‘django.contrib.messages‘,
    ‘django.contrib.staticfiles‘,
    ‘darker‘,
]

通过下面的指令来创建数据表：

# 检查是否正确
E:\DarkerProjects>python manage.py check
System check identified no issues (0 silenced).
# 在数据库中生成表
E:\DarkerProjects>python manage.py makemigrations
Migrations for ‘darker‘:
  darker\migrations\0002_auto_20160809_1423.py:
    - Create model course
    - Create model score
    - Create model student
    - Remove field authors from book
    - Remove field student from book
    - Delete model Author
    - Delete model Book
    - Delete model student
    - Add field student_id to score
# 生成数据
E:\DarkerProjects>python manage.py migrate
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, darker, sessions
Running migrations:
  Rendering model states... DONE
  Applying contenttypes.0001_initial... OK
  Applying auth.0001_initial... OK
  Applying admin.0001_initial... OK
  Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK
  Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK
  Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK
  Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK
  Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK
  Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK
  Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK
  Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK
  Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK
  Applying darker.0001_initial... OK
  Applying darker.0002_auto_20160809_1423... OK
  Applying sessions.0001_initial... OK

django1.7之前的版本都是：

python manage.py syncdb

django1.7及之后的版本做了修改，把1步拆成了2步，变成：

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

查看创建的数据表：

mysql> show tables;
+----------------------------+
| Tables_in_mydb             |
+----------------------------+
| auth_group                 |
| auth_group_permissions     |
| auth_permission            |
| auth_user                  |
| auth_user_groups           |
| auth_user_user_permissions |
| darker_course              |
| darker_score               |
| darker_student             |
| django_admin_log           |
| django_content_type        |
| django_migrations          |
| django_session             |
+----------------------------+
13 rows in set (0.00 sec)

基本数据访问

运行python manage.py shell并使用Django提供的高级Python API

E:\DarkerProjects>python manage.py shell

# 导入student模型类，通过这个类我们可以与student数据表进行交互
>>> from darker.models import student

# 创建一个student类的实例并设置了字段sname, gender的值
>>> s1 = student(sname="ansheng", gender="男")

# 调用该对象的save()方法，将对象保存到数据库中,Django会在后台执行一条INSERT语句
>>> s1.save()

# 在插入一条数据
>>> s2 = student(sname="as", gender="女")
>>> s2.save()

# 使用student.objects属性从数据库取出student表的记录集,这个属性有许多方法，student.objects.all()方法获取数据库中student类的所有对象,实际上Django执行了一条SQL SELECT语句

>>> student_list = student.objects.all()
>>> student_list
<QuerySet [<student: student object>, <student: student object>]>

让获取到的数据显示为字符串格式

我们可以简单解决这个问题，只需要在上面的三个表类中添加一个方法__str__，如下：

from django.db import models

# Create your models here.

class student(models.Model):
    id = models.AutoField
    sname = models.CharField(max_length=12)
    gender = models.CharField(max_length=2)
    def __str__(self):
        return self.sname
        
class course(models.Model):
    id = models.AutoField
    cname = models.CharField(max_length=12)
    def __str__(self):
        return self.cname
        
class score(models.Model):
    id = models.AutoField
    student_id = models.ForeignKey(student)
    course_id = models.ForeignKey(course)

然后ctrl+c推出shell重新进入

E:\DarkerProjects>python manage.py shell
Python 3.5.2 (v3.5.2:4def2a2901a5, Jun 25 2016, 22:18:55) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>> from darker.models import student
>>> student_list = student.objects.all()
>>> student_list
# 这次获取的就是字符串而不是对象了
<QuerySet [<student: ansheng>, <student: as>]>

插入和更新数据

插入数据

>>> s1 = student(sname="安生", gender="男")

将数据保存到数据库

>>> s1.save()

获取刚插入的记录主键id

>>> s1.id
3

修改数据内容

>>> s1.gender="女"
>>> s1.save()

相当于执行了下面的SQL指令

UPDATE darker_student SET gender = ‘女‘ WHERE id=3;

选择对象

下面的指令是从数据库中获取所有的数据：

>>> student.objects.all()
<QuerySet [<student: ansheng>, <student: as>, <student: 安生>]>

Django在选择所有数据时并没有使用SELECT*，而是显式列出了所有字段,SELECT *会更慢，而且最重要的是列出所有字段遵循了Python界的一个信条：明言胜于暗示

数据过滤

使用filter()方法对数据进行过滤

>>> student.objects.filter(sname="安生", gender="女")
<QuerySet [<student: 安生>]>

在sname和contains之间有双下划线，gender部分会被Django翻译成LIKE语句：

>>> student.objects.filter(sname__contains="a")
<QuerySet [<student: ansheng>, <student: as>]>

翻译成下面的SQL

SELECT id, sname, gender FROM darker_student WHERE name LIKE ‘%a%‘;

获取单个对象

>>> student.objects.get(sname="as")
<student: as>

数据排序

使用order_by()这个方法进行排序

>>> student.objects.order_by("sname")
<QuerySet [<student: ansheng>, <student: as>, <student: 安生>]>

如果需要以多个字段为标准进行排序（第二个字段会在第一个字段的值相同的情况下被使用到），使用多个参数就可以了，如下：

>>> student.objects.order_by("sname", "gender")
<QuerySet [<student: ansheng>, <student: as>, <student: 安生>]>

我们还可以指定逆向排序，在前面加一个减号 - 前缀：

>>> student.objects.order_by("-sname")
<QuerySet [<student: 安生>, <student: as>, <student: ansheng>]>

设置数据的默认排序

如果你设置了这个选项，那么除非你检索时特意额外地使用了order_by()，否则，当你使用Django的数据库API去检索时，student对象的相关返回值默认地都会按sname字段排序。

class student(models.Model):
    id = models.AutoField
    sname = models.CharField(max_length=12)
    gender = models.CharField(max_length=2)
    def __str__(self):
        return self.sname
    class Meta:
        ordering = [‘sname‘]

连锁查询

>>> student.objects.filter(id="2").order_by("-sname")
<QuerySet [<student: as>]>

限制返回的数据

>>> student.objects.order_by(‘sname‘)[0]
<student: ansheng>
>>> student.objects.order_by(‘sname‘)[1]
<student: as>

类似的，你可以用Python的列表切片来获取数据：

>>> student.objects.order_by(‘sname‘)[0:2]
<QuerySet [<student: ansheng>, <student: as>]>

虽然不支持负索引，但是我们可以使用其他的方法，比如，稍微修改order_by()语句来实现：

>>> student.objects.order_by(‘-sname‘)[0]
<student: 安生>

更新多个对象

更改某一指定的列，我们可以调用结果集（QuerySet）对象的update()方法：

>>> student.objects.filter(id=2).update(sname=‘Hello‘)
1

update()方法对于任何结果集（QuerySet）均有效，这意味着你可以同时更新多条记录，一下实例将所有的性别都改成女:

>>> student.objects.all().update(gender=‘女‘)
3

update()方法会返回一个整型数值，表示受影响的记录条数

删除对象

删除数据库中的对象只需调用该对象的delete()方法。

删除指定数据

>>> student.objects.all().filter(sname="ansheng").delete();
(1, {‘darker.student‘: 1, ‘darker.score‘: 0})
>>> student.objects.all()
<QuerySet [<student: Hello>, <student: hello>, <student: 安生>]>

删除所有数据

>>> student.objects.all().delete()
(3, {‘darker.student‘: 3, ‘darker.score‘: 0})
>>> student.objects.all()
<QuerySet []>

字段属性

属性所拥有的方法

连表结构

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