4Python全棧之路系列之Django模型

Python全棧之路系列之Django模型

MTV開發模式

把數據存取邏輯、業務邏輯和表現邏輯組合在一起的概念有時被稱為軟件架構的Model-View-Controller(MVC)模式。在這個模式中，Model代表數據存取層，View代表的是系統中選擇顯示什么和怎么顯示的部分，Controller指的是系統中根據用戶輸入并視需要訪問模型，以決定使用哪個視圖的那部分。

Django緊緊地遵循這種MVC模式，可以稱得上是一種MVC框架。

以下是Django中M、V和C各自的含義：

1. **M**： 數據存取部分，由django數據庫層處理;

2. **V**： 選擇顯示哪些數據要顯示以及怎樣顯示的部分，由視圖和模板處理;

3. **C**： 根據用戶輸入委派視圖的部分，由Django框架根據URLconf設置，對給定URL調用適當的Python函數;

C由框架自行處理，而Django里更關注的是模型(Model)、模板(Template)和視圖(Views)，Django也被稱為MTV框架，在MTV開發模式中：

1. **M** 代表模型(Model)，即數據存取層，該層處理與數據相關的所有事務：如何存取、如何驗證有效性、包含哪些行為以及數據之間的關系等;

2. **T** 代表模板(Template)，即表現層，該層處理與表現相關的決定：如何在頁面或其他類型文檔中進行顯示;

3. **V** 代表視圖(View)，即業務邏輯層，該層包含存取模型及調取恰當模板的相關邏輯，你可以把它看作模型與模板之間的橋梁;

數據庫配置

Django的數據庫在settings.py文件中配置，打開這個文件找到DATABASES字段進行數據庫的配置：

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

以下是一個MySQL數據庫的配置屬性：

ENGINE字段所支持的內置數據庫

1. django.db.backends.postgresql

2. django.db.backends.mysql

3. django.db.backends.sqlite3

4. django.db.backends.oracle

無論你選擇使用那個數據庫都必須安裝此數據庫的驅動，即python操作數據庫的介質，在這里你需要注意的是python3.x并不支持使用MySQLdb模塊，但是你可以通過pymysql來替代mysqldb，首先你需要安裝pymysql模塊：

pip3 install pymysql

然后再項目的__init__.py文件加入以下兩行配置：

import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()

當數據庫配置完成之后，我們可以使用python manage.py shell進入項目測試，輸入下面這些指令來測試你的數據庫配置：

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()

如果沒有顯示什么錯誤信息，那么你的數據庫配置是正確的。

第一個應用程序

讓我們來創建一個Django app，一個包含模型，視圖和Django代碼，并且形式為獨立Python包的完整Django應用。

Project和app之間的不同就是一個是配置另一個是代碼：

1. 一個Project包含很多個Django app以及對它們的配置;

2. 技術上，Project的作用是提供配置文件，比方說哪里定義數據庫連接信息, 安裝的app列表，TEMPLATE等等;

3. 一個app是一套Django功能的集合，通常包括模型和視圖，按Python的包結構的方式存在;

4. 例如，Django本身內建有一些app，例如注釋系統和自動管理界面，app的一個關鍵點是它們是很容易移植到其他Project和被多個Project復用。

如果你使用了Django的數據庫層(模型)，你必須創建一個Django app，模型必須存放在apps中，因此，為了開始建造我們的模型，我們必須創建一個新的app：

E:\DarkerProjects>python manage.py startapp darker

E:\DarkerProjects這是我的項目根目錄，創建完成之后會自動創建如下文件:

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

第一個模型

首先我們需要創建三張表，分別是：

1. 學生表(student)，擁有字段: id/sname/gender

2. 課程表(course)，擁有字段: id/cname

3. 成績表(score)，擁有字段: id/student_id/course_id

打開app的models.py目錄輸入以下代碼：

from django.db import models

# Create your models here.

class student(models.Model):
    # 自增主鍵
    id = models.AutoField
    sname = models.CharField(max_length=12)
    gender = models.CharField(max_length=2)
    
class course(models.Model):
    # 自增主鍵
    id = models.AutoField
    cname = models.CharField(max_length=12)
    
class score(models.Model):
    # 自增主鍵
    id = models.AutoField
    # 設置外鍵關聯
    student_id = models.ForeignKey(student)
    course_id = models.ForeignKey(course)

每個數據模型都是django.db.models.Model的子類,它的父類Model包含了所有必要的和數據庫交互的方法，并提供了一個簡潔漂亮的定義數據庫字段的語法,每個模型相當于單個數據庫表，每個屬性也是這個表中的一個字段,屬性名就是字段名;

模型安裝

要通過django在數據庫中創建這些表，首先我們需要在項目中激活這些模型，將darker app添加到配置文件的已安裝應用列表中即可完成此步驟;

編輯settings.py文件,找到INSTALLED_APPS設置,INSTALLED_APPS告訴Django項目哪些app處于激活狀態：

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

通過下面的指令來創建數據表：

# 檢查是否正確
E:\DarkerProjects>python manage.py check
System check identified no issues (0 silenced).
# 在數據庫中生成表
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
# 生成數據
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，變成：

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

查看創建的數據表：

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)

基本數據訪問

運行python manage.py shell并使用Django提供的高級Python API

E:\DarkerProjects>python manage.py shell

# 導入student模型類，通過這個類我們可以與student數據表進行交互
>>> from darker.models import student

# 創建一個student類的實例并設置了字段sname, gender的值
>>> s1 = student(sname="ansheng", gender="男")

# 調用該對象的save()方法，將對象保存到數據庫中,Django會在后臺執行一條INSERT語句
>>> s1.save()

# 在插入一條數據
>>> s2 = student(sname="as", gender="女")
>>> s2.save()

# 使用student.objects屬性從數據庫取出student表的記錄集,這個屬性有許多方法，student.objects.all()方法獲取數據庫中student類的所有對象,實際上Django執行了一條SQL SELECT語句

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

讓獲取到的數據顯示為字符串格式

我們可以簡單解決這個問題，只需要在上面的三個表類中添加一個方法__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重新進入

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
# 這次獲取的就是字符串而不是對象了
<QuerySet [<student: ansheng>, <student: as>]>

插入和更新數據

插入數據

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

將數據保存到數據庫

>>> s1.save()

獲取剛插入的記錄主鍵id

>>> s1.id
3

修改數據內容

>>> s1.gender="女"
>>> s1.save()

相當于執行了下面的SQL指令

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

選擇對象

下面的指令是從數據庫中獲取所有的數據：

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

Django在選擇所有數據時并沒有使用SELECT*，而是顯式列出了所有字段,SELECT *會更慢，而且最重要的是列出所有字段遵循了Python界的一個信條：明言勝于暗示

數據過濾

使用filter()方法對數據進行過濾

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

在sname和contains之間有雙下劃線，gender部分會被Django翻譯成LIKE語句：

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

翻譯成下面的SQL

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

獲取單個對象

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

數據排序

使用order_by()這個方法進行排序

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

如果需要以多個字段為標準進行排序（第二個字段會在第一個字段的值相同的情況下被使用到），使用多個參數就可以了，如下：

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

我們還可以指定逆向排序，在前面加一個減號 - 前綴：

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

設置數據的默認排序

如果你設置了這個選項，那么除非你檢索時特意額外地使用了order_by()，否則，當你使用Django的數據庫API去檢索時，student對象的相關返回值默認地都會按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']

連鎖查詢

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

限制返回的數據

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

類似的，你可以用Python的列表切片來獲取數據：

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

雖然不支持負索引，但是我們可以使用其他的方法，比如，稍微修改order_by()語句來實現：

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

更新多個對象

更改某一指定的列，我們可以調用結果集（QuerySet）對象的update()方法：

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

update()方法對于任何結果集（QuerySet）均有效，這意味著你可以同時更新多條記錄，一下實例將所有的性別都改成女:

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

update()方法會返回一個整型數值，表示受影響的記錄條數

刪除對象

刪除數據庫中的對象只需調用該對象的delete()方法。

刪除指定數據

>>> 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>]>

刪除所有數據

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

字段屬性

屬性所擁有的方法

連表結構

#Python全棧之路 #Django