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Django入门指南-第5章:模型设计

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模型

这些模型基本上代表了应用程序的数据库设计。我们在本节中要做的是创建 Django 所表示的类,这些类就是在上一节中建模的类:Board,Topic和Post。User 模型被命名为内置应用叫 auth,它以命名空间 django.contrib.auth 的形式出现在 INSTALLED_APPS 配置中。

我们要做的工作都在 boards/models.py 文件中。以下是我们在Django应用程序中如何表示类图的代码:

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User


class Board(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30, unique=True)
    description = models.CharField(max_length=100)


class Topic(models.Model):
    subject = models.CharField(max_length=255)
    last_updated = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    board = models.ForeignKey(Board, related_name='topics')
    starter = models.ForeignKey(User, related_name='topics')


class Post(models.Model):
    message = models.TextField(max_length=4000)
    topic = models.ForeignKey(Topic, related_name='posts')
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(null=True)
    created_by = models.ForeignKey(User, related_name='posts')
    updated_by = models.ForeignKey(User, null=True, related_name='+')

所有模型都是django.db.models.Model类的子类。每个类将被转换为数据库表。每个字段由 django.db.models.Field子类(内置在Django core)的实例表示,它们并将被转换为数据库的列。

字段 CharField,DateTimeField等等,都是 django.db.models.Field 的子类,包含在Django的核心里面-随时可以使用。

在这里,我们仅使用 CharField,TextField,DateTimeField,和ForeignKey 字段来定义我们的模型。不过在Django提供了更广泛的选择来代表不同类型的数据,例如 IntegerField,BooleanField, DecimalField和其它一些字段。我们会在需要的时候提及它们。

有些字段需要参数,例如CharField。我们应该始终设定一个 max_length。这些信息将用于创建数据库列。Django需要知道数据库列需要多大。该 max_length参数也将被Django Forms API用来验证用户输入。

Board模型定义中,更具体地说,在name字段中,我们设置了参数 unique=True,顾名思义,它将强制数据库级别字段的唯一性。

Post模型中,created_at字段有一个可选参数,auto_now_add设置为True。这将告诉Django创建Post对象时为当前日期和时间。

模型之间的关系使用ForeignKey字段。它将在模型之间创建一个连接,并在数据库级别创建适当的关系(译注:外键关联)。该ForeignKey字段需要一个位置参数related_name,用于引用它关联的模型。(译注:例如 created_by 是外键字段,关联的User模型,表明这个帖子是谁创建的,related_name=posts 表示在 User 那边可以使用 user.posts 来查看这个用户创建了哪些帖子)

例如,在Topic模型中,board字段是Board模型的ForeignKey。它告诉Django,一个Topic实例只涉及一个Board实例。related_name参数将用于创建反向关系,Board实例通过属性topics访问属于这个版块下的Topic列表。

Django自动创建这种反向关系,related_name是可选项。但是,如果我们不为它设置一个名称,Django会自动生成它:(class_name)_set。例如,在Board模型中,所有Topic列表将用topic_set属性表示。而这里我们将其重新命名为了topics,以使其感觉更自然。

Post模型中,该updated_by字段设置related_name='+'。这指示Django我们不需要这种反向关系,所以它会被忽略(译注:也就是说我们不需要关系用户修改过哪些帖子)。

下面您可以看到类图和Django模型的源代码之间的比较,绿线表示我们如何处理反向关系。

relate

这时,你可能会问自己:“主键/ ID呢?”?如果我们没有为模型指定主键,Django会自动为我们生成它。所以现在一切正常。在下一节中,您将看到它是如何工作的。

迁移模型

下一步是告诉Django创建数据库,以便我们可以开始使用它。

打开终端 ,激活虚拟环境,转到 manage.py文件所在的文件夹,然后运行以下命令:

python manage.py makemigrations

你会看到输出的内容是:

Migrations for 'boards':
  boards/migrations/0001_initial.py
    - Create model Board
    - Create model Post
    - Create model Topic
    - Add field topic to post
    - Add field updated_by to post

此时,Django 在 boards/migrations 目录创建了一个名为 0001_initial.py的文件。它代表了应用程序模型的当前状态。在下一步,Django将使用该文件创建表和列。

迁移文件将被翻译成SQL语句。如果您熟悉SQL,则可以运行以下命令来检验将是要被数据库执行的SQL指令

python manage.py sqlmigrate boards 0001

如果你不熟悉SQL,也不要担心。在本系列教程中,我们不会直接使用SQL。所有的工作都将使用Django ORM来完成,它是一个与数据库进行通信的抽象层。

下一步是将我们生成的迁移文件应用到数据库:

python manage.py migrate

输出内容应该是这样的:

Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, boards, contenttypes, sessions
Running migrations:
  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 boards.0001_initial... OK
  Applying sessions.0001_initial... OK

因为这是我们第一次迁移数据库,所以migrate命令把Django contrib app 中现有的迁移文件也执行了,这些内置app列在了INSTALLED_APPS。这是预料之中的。

Applying boards.0001_initial... OK是我们在上一步中生成的迁移脚本。

好了!我们的数据库已经可以使用了。

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需要注意的是SQLite是一个产品级数据库。SQLite被许多公司用于成千上万的产品,如所有Android和iOS设备,主流的Web浏览器,Windows 10,MacOS等。

但这不适合所有情况。SQLite不能与MySQL,PostgreSQL或Oracle等数据库进行比较。大容量的网站,密集型写入的应用程序,大的数据集,高并发性的应用使用SQLite最终都会导致问题。

我们将在开发项目期间使用SQLite,因为它很方便,不需要安装其他任何东西。当我们将项目部署到生产环境时,再将切换到PostgreSQL(译注:后续,我们后面可能使用MySQL)。对于简单的网站这种做法没什么问题。但对于复杂的网站,建议在开发和生产中使用相同的数据库。

试验 Models API

使用Python进行开发的一个重要优点是交互式shell。我一直在使用它。这是一种快速尝试和试验API的方法。

您可以使用manage.py 工具加载我们的项目来启动 Python shell :

python manage.py shell
Python 3.6.2 (default, Jul 17 2017, 16:44:45)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 8.1.0 (clang-802.0.42)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>>

这与直接输入python指令来调用交互式控制台是非常相似的,除此之外,项目将被添加到sys.path并加载Django。这意味着我们可以在项目中导入我们的模型和其他资源并使用它。

让我们从导入Board类开始:

from boards.models import Board

要创建新的 boarrd 对象,我们可以执行以下操作:

board = Board(name='Django', description='This is a board about Django.')

为了将这个对象保存在数据库中,我们必须调用save方法:

board.save()

save方法用于创建和更新对象。这里Django创建了一个新对象,因为这时Board 实例没有id。第一次保存后,Django会自动设置ID:

board.id
1

您可以将其余的字段当做Python属性访问:

board.name
'Django'
board.description
'This is a board about Django.'

要更新一个值,我们可以这样做:

board.description = 'Django discussion board.'
board.save()

每个Django模型都带有一个特殊的属性; 我们称之为模型管理器(Model Manager)。你可以通过属性objects 来访问这个管理器,它主要用于数据库操作。例如,我们可以使用它来直接创建一个新的Board对象:

board = Board.objects.create(name='Python', description='General discussion about Python.')
board.id
2
board.name
'Python'

所以,现在我们有两个版块了。我们可以使用objects列出数据库中所有现有的版块:

Board.objects.all()
<QuerySet [<Board: Board object>, <Board: Board object>]>

结果是一个QuerySet。稍后我们会进一步了解。基本上,它是从数据库中查询的对象列表。我们看到有两个对象,但显示的名称是 Board object。这是因为我们尚未实现 Board 的__str__ 方法。

__str__方法是对象的字符串表示形式。我们可以使用版块的名称来表示它。

首先,退出交互式控制台:

exit()

现在编辑boards app 中的 models.py 文件:

class Board(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30, unique=True)
    description = models.CharField(max_length=100)

    def __str__(self):
        return self.name

让我们重新查询,再次打开交互式控制台:

 python manage.py shell
from boards.models import Board

Board.objects.all()
<QuerySet [<Board: Django>, <Board: Python>]>

好多了,对吧?

我们可以将这个QuerySet看作一个列表。假设我们想遍历它并打印每个版块的描述:

boards_list = Board.objects.all()
for board in boards_list:
    print(board.description)

结果是:

Django discussion board.
General discussion about Python.

同样,我们可以使用模型的 管理器(Manager) 来查询数据库并返回单个对象。为此,我们要使用 get 方法:

django_board = Board.objects.get(id=1)

django_board.name
'Django'

但我们必须小心这种操作。如果我们试图查找一个不存在的对象,例如,查找id=3的版块,它会引发一个异常:

board = Board.objects.get(id=3)

boards.models.DoesNotExist: Board matching query does not exist.

get方法的参数可以是模型的任何字段,但最好使用可唯一标识对象的字段来查询。否则,查询可能会返回多个对象,这也会导致异常。

Board.objects.get(name='Django')
<Board: Django>

请注意,查询区分大小写,小写“django”不匹配:

Board.objects.get(name='django')
boards.models.DoesNotExist: Board matching query does not exist.

总结

下面是我们在本节中关于模型学到的方法和操作,使用Board模型作为参考。大写的 Board指的是类,小写的boardBoard的一个实例(或对象)

操作 代码示例
创建一个对象而不保存 board = Board()
保存一个对象(创建或更新) board.save()
数据库中创建并保存一个对象 Board.objects.create(name='...', description='...')
列出所有对象 Board.objects.all()
通过字段标识获取单个对象 Board.objects.get(id=1)

在下一小节中,我们将开始编写视图并在HTML页面中显示我们的版块。

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