django-ORM-猿码集

1. 什么是ORM？

ORM( Object Relational Mapping )，即对象关系映射，ORM框架在面向对象编程语言和关系数据库之间充当了一个桥梁的作用，它把关系型数据库的表结构映射到了对象实体上，这样我们可以通过操作对象来操作数据库。

ORM的作用：

ORM可以把我们从SQL语句的编写中解放出来，例如增删改查、SQL表间关系的操作、数据类型的转换操作等等，通过ORM框架使用Python的面向对象编程语言来实现数据库操作。

2. Django的ORM模块

Django的ORM模块是Django框架中提供的一种操作数据库的方式，它抹平了程序员对于不同关系型数据库的差异性，提供了一种统一的数据访问API，完全基于面向对象思想，让使用者能够以自然的方式对SQL进行操作，而不需要过于关注SQL的具体细节。

2.1 配置ORM

在配置ORM之前，首先需要安装数据库引擎，例如MySQL或SQLite等。Django默认使用的是SQLite数据库。

在settings.py中使用DATABASES配置数据库的连接信息：

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': BASE_DIR / 'db.sqlite3',
    }
}

ENGINE：表示数据库引擎，比如MySQL、SQLite、Oracle等。

NAME：表示数据库名，例如上面的‘db.sqlite3’。

2.2 创建ORM模型

Django的ORM模型是通过Python面向对象的方式操作数据库，其每一个模型类代表着数据库中的一张数据表。如果想要操作某个数据表，我们就需要定义一个与之对应的模型类。

以User表为例，来定义一个User模型类：

from django.db import models
class User(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=20)
    age = models.IntegerField()

class User(models.Model):定义了一个继承自models.Model的User模型类，其中Model是Django框架中提供的一个基类，主要作用是将模型类转换成数据表，它封装了常用的数据库操作，如增删改查等。

2.3 同步ORM模型与数据库

在创建好模型后，我们需要将其同步到数据库中，这样Django才知道对应的数据结构。ORM模块提供了一个简单的命令可以实现同步操作，即makemigrations和migrate。

在终端中执行以下操作：

# 生成迁移文件（记录了对数据库的更改） python manage.py makemigrations # 执行迁移文件，将模型同步到数据库中

python manage.py migrate

3. Django ORM的常见操作

3.1 数据的增删改查

ORM的常见操作包括增删改查，Django ORM也提供了这些操作。

3.1.1 查询

Django ORM中提供了filter和get方法来进行查询操作，其中filter返回满足条件的一个QuerySet对象，而get返回单个结果对象。

以查询年龄大于18岁的用户为例：

users = User.objects.filter(age__gt=18)

其中filter方法中age__gt=18表示年龄大于18。

查询年龄等于18岁并且名字为‘Tom’的用户：

user = User.objects.get(age=18, name='Tom')

其中get方法要求结果唯一，如果查询出多个结果，会抛出MultipleObjectsReturned异常；如果没有查询到结果，则会抛出DoesNotExist异常。

3.1.2 插入

插入一条记录，需要创建一个模型实例，并调用save()方法：

user = User(name='Lucy', age=20)
user.save()

3.1.3 修改

修改指的是在数据库中对指定记录的某些字段进行修改，首先需要获取到需要修改的记录：

user = User.objects.get(id=1)

然后修改对应的字段，并调用save()方法即可完成修改：

user.age = 22
user.save()

3.1.4 删除

删除指的是在数据库中删除指定记录，Django ORM提供了delete()方法来进行删除操作。以删除年龄大于18岁的用户为例：

users = User.objects.filter(age__gt=18)
users.delete()

3.2 多表操作

在数据库中，一个模型类对应的表不一定满足我们的需求，可能会涉及到多表的联合查询等操作。Django ORM对此提供了简便的实现方式，即ForeignKey外键和ManyToManyField字段。

3.2.1 ForeignKey外键

ForeignKey外键用于在多张表中建立联系，例如一个Course表和一个Teacher表，一个教师可以教授多门课程，而一门课程只能由一个教师授课。那么这时一个课程就可以有一个外键teacher，对应着教师表中的主键id。

Course模型类可能会长这样：

class Course(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    teacher = models.ForeignKey(Teacher, on_delete=models.CASCADE)

这样，我们通过Course模型类就能够访问到教师表中的信息。

3.2.2 ManyToManyField字段

ManyToManyField字段用于多对多的关系，例如一个学生可以报名多个课程，而一个课程也可以被多个学生报名。当出现这样的情况时，我们可以在学生表和课程表中都添加一个ManyToManyField字段，例如Student.course和Course.student，表示学生和课程之间的关系。

Course模型类可能会长这样：

class Course(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    students = models.ManyToManyField(Student)

这样，我们通过Course模型类就能够访问到所有报名这门课程的学生信息。

3.3 查询优化

Django ORM提供了一些查询优化的手段以提高性能。

3.3.1 select_related

select_related方法用于在查询时将指定的关联数据也先查询出来，这样不会在后面的操作中多次查询数据库，从而提高了查询效率。

例如查询所有选了某门课程的学生：

students = Student.objects.filter(course__name='Python').select_related('course')

其中select_related('course')表示将course表的信息一并查询出来。

3.3.2 prefetch_related

prefetch_related方法用于在查询时一次性将关联的所有数据查询出来，并将其缓存起来，同时还可以进行一些设置，如限制查询的数量等。

例如查询所有学生选的所有课程：

students = Student.objects.prefetch_related('course_set')

其中prefetch_related('course_set')表示将和当前查询集有关系的course_set数据预先给取出来。

3.3.3 使用索引

在进行大数据量的操作时，正确地使用索引是提高性能的关键。在Django ORM中，可以在模型类中进行配置：

class User(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=20, db_index=True)
    age = models.IntegerField()

在这里我们将name这一字段配置为索引，这样在进行查询时就会更加高效。

4. 总结

本文主要介绍了ORM的概念、Django ORM的使用以及常见的增删改查、多表操作和查询优化等内容。ORM将关系型数据库的表结构映射到了对象实体上，让我们更加方便和自然地操作数据库。Django ORM模块简化了数据库的操作，提供了一种统一的数据访问API，使我们能够以自然的方式对SQL进行操作。

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