python—day59 Object Relational Mapping(ORM)

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Object Relational Mapping(ORM)ORM介紹ORM概念

對象關係映射（Object Relational Mapping，簡稱ORM）模式是一種為瞭解決物件導向與關聯式資料庫存在的互不匹配的現象的技術。

簡單的說，ORM是通過使用描述對象和資料庫之間映射的中繼資料，將程式中的對象自動持久化到關聯式資料庫中。

ORM在商務邏輯層和資料庫層之間充當了橋樑的作用。

ORM由來

讓我們從O/R開始。字母O起源於"對象"(Object),而R則來自於"關係"(Relational)。

幾乎所有的軟體開發過程中都會涉及到對象和關聯式資料庫。在使用者層面和商務邏輯層面，我們是物件導向的。當對象的資訊發生變化的時候，我們就需要把對象的資訊儲存在關聯式資料庫中。

按照之前的方式來進行開發就會出現程式員會在自己的商務邏輯代碼中夾雜很多SQL語句用來增加、讀取、修改、刪除相關資料，而這些代碼通常都是重複的。

ORM的優勢

ORM解決的主要問題是對象和關係的映射。它通常把一個類和一個表一一對應，類的每個執行個體對應表中的一條記錄，類的每個屬性對應表中的每個欄位。 

ORM提供了對資料庫的映射，不用直接編寫SQL代碼，只需像操作對象一樣從資料庫操作資料。

讓軟體開發人員專註於商務邏輯的處理，提高了開發效率。

ORM的劣勢

ORM的缺點是會在一定程度上犧牲程式的執行效率。

ORM用多了SQL語句就不會寫了，關聯式資料庫相關技能退化...

ORM總結

ORM只是一種工具，工具確實能解決一些重複，簡單的勞動。這是不可否認的。

但我們不能指望某個工具能一勞永逸地解決所有問題，一些特殊問題還是需要特殊處理的。

但是在整個軟體開發過程中需要特殊處理的情況應該都是很少的，否則所謂的工具也就失去了它存在的意義。

Django中的ORMDjango項目使用MySQL資料庫

1. 在Django項目的settings.py檔案中，設定資料庫串連資訊：

DATABASES = {    "default": {        "ENGINE": "django.db.backends.mysql",        "NAME": "你的資料庫名稱",  # 需要自己手動建立資料庫        "USER": "資料庫使用者名稱",        "PASSWORD": "資料庫密碼",        "HOST": "資料庫IP",        "POST": 3306    }}

2. 在Django項目的__init__.py檔案中寫如下代碼，告訴Django使用pymysql模組串連MySQL資料庫:

import pymysqlpymysql.install_as_MySQLdb()

Model

在Django中model是你資料的單一、明確的資訊來源。它包含了你儲存的資料的重要欄位和行為。通常，一個模型（model）映射到一個資料庫表，

基本情況：

• 每個模型都是一個Python類，它是django.db.models.Model的子類。
• 模型的每個屬性都代表一個資料庫欄位。
• 綜上所述，Django為您提供了一個自動產生的資料庫訪問API，詳詢官方文檔連結。

 

快速入門 

下面這個例子定義了一個 Person 模型，包含 first_name 和 last_name。

from django.db import modelsclass Person(models.Model):    first_name = models.CharField(max_length=30)    last_name = models.CharField(max_length=30)

first_name 和 last_name 是模型的欄位。每個欄位被指定為一個類屬性，每個屬性對應到一個資料庫列。

上面的 Person 模型將會像這樣建立一個資料庫表：

CREATE TABLE myapp_person (    "id" serial NOT NULL PRIMARY KEY,    "first_name" varchar(30) NOT NULL,    "last_name" varchar(30) NOT NULL);

一些說明：

• 表myapp_person的名稱是自動產生的，如果你要自訂表格名，需要在model的Meta類中指定 db_table 參數，強烈建議使用小寫表名，特別是使用MySQL作為後端資料庫時。
• id欄位是自動添加的，如果你想要指定自訂主鍵，只需在其中一個欄位中指定 primary_key=True 即可。如果Django發現你已經明確地設定了Field.primary_key，它將不會添加自動ID列。
• 本樣本中的CREATE TABLE SQL使用PostgreSQL文法進行格式化，但值得注意的是，Django會根據設定檔中指定的資料庫後端類型來產生相應的SQL語句。
• Django支援MySQL5.5及更高版本。

Django ORM 常用欄位和參數常用欄位AutoField

int自增列，必須填入參數 primary_key=True。當model中如果沒有自增列，則自動會建立一個列名為id的列。

IntegerField

一個整數類型,範圍在 -2147483648 to 2147483647。

CharField

字元類型，必須提供max_length參數， max_length表示字元長度。

DateField

日期欄位，日期格式  YYYY-MM-DD，相當於Python中的datetime.date()執行個體。

DateTimeField

日期時間欄位，格式 YYYY-MM-DD HH:MM[:ss[.uuuuuu]][TZ]，相當於Python中的datetime.datetime()執行個體。

欄位合集（爭取記憶）

   AutoField(Field)        - int自增列，必須填入參數 primary_key=True    BigAutoField(AutoField)        - bigint自增列，必須填入參數 primary_key=True        註：當model中如果沒有自增列，則自動會建立一個列名為id的列        from django.db import models        class UserInfo(models.Model):            # 自動建立一個列名為id的且為自增的整數列            username = models.CharField(max_length=32)        class Group(models.Model):            # 自訂自增列            nid = models.AutoField(primary_key=True)            name = models.CharField(max_length=32)    SmallIntegerField(IntegerField):        - 小整數 -32768 ～ 32767    PositiveSmallIntegerField(PositiveIntegerRelDbTypeMixin, IntegerField)        - 正小整數 0 ～ 32767    IntegerField(Field)        - 整數列(有符號的) -2147483648 ～ 2147483647    PositiveIntegerField(PositiveIntegerRelDbTypeMixin, IntegerField)        - 正整數 0 ～ 2147483647    BigIntegerField(IntegerField):        - 長整型(有符號的) -9223372036854775808 ～ 9223372036854775807    BooleanField(Field)        - 布爾實值型別    NullBooleanField(Field):        - 可以為空白的布爾值    CharField(Field)        - 字元類型        - 必須提供max_length參數， max_length表示字元長度    TextField(Field)        - 文本類型    EmailField(CharField)：        - 字串類型，Django Admin以及ModelForm中提供驗證機制    IPAddressField(Field)        - 字串類型，Django Admin以及ModelForm中提供驗證 IPV4 機制    GenericIPAddressField(Field)        - 字串類型，Django Admin以及ModelForm中提供驗證 Ipv4和Ipv6        - 參數：            protocol，用於指定Ipv4或Ipv6， ‘both‘,"ipv4","ipv6"            unpack_ipv4， 如果指定為True，則輸入::ffff:192.0.2.1時候，可解析為192.0.2.1，開啟此功能，需要protocol="both"    URLField(CharField)        - 字串類型，Django Admin以及ModelForm中提供驗證 URL    SlugField(CharField)        - 字串類型，Django Admin以及ModelForm中提供驗證支援 字母、數字、底線、串連符（減號）    CommaSeparatedIntegerField(CharField)        - 字串類型，格式必須為逗號分割的數字    UUIDField(Field)        - 字串類型，Django Admin以及ModelForm中提供對UUID格式的驗證    FilePathField(Field)        - 字串，Django Admin以及ModelForm中提供讀取檔案夾下檔案的功能        - 參數：                path,                      檔案夾路徑                match=None,                正則匹配                recursive=False,           遞迴下面的檔案夾                allow_files=True,          允許檔案                allow_folders=False,       允許檔案夾    FileField(Field)        - 字串，路徑儲存在資料庫，檔案上傳到指定目錄        - 參數：            upload_to = ""      上傳檔案的儲存路徑            storage = None      儲存群組件，預設django.core.files.storage.FileSystemStorage    ImageField(FileField)        - 字串，路徑儲存在資料庫，檔案上傳到指定目錄        - 參數：            upload_to = ""      上傳檔案的儲存路徑            storage = None      儲存群組件，預設django.core.files.storage.FileSystemStorage            width_field=None,   上傳圖片的高度儲存的資料庫欄位名（字串）            height_field=None   上傳圖片的寬度儲存的資料庫欄位名（字串）    DateTimeField(DateField)        - 日期+時間格式 YYYY-MM-DD HH:MM[:ss[.uuuuuu]][TZ]    DateField(DateTimeCheckMixin, Field)        - 日期格式      YYYY-MM-DD    TimeField(DateTimeCheckMixin, Field)        - 時間格式      HH:MM[:ss[.uuuuuu]]    DurationField(Field)        - 長整數，時間間隔，資料庫中按照bigint儲存，ORM中擷取的值為datetime.timedelta類型    FloatField(Field)        - 浮點型    DecimalField(Field)        - 10進位小數        - 參數：            max_digits，小數總長度            decimal_places，小數位長度    BinaryField(Field)        - 二進位類型

自訂欄位（瞭解為主）

class UnsignedIntegerField(models.IntegerField):    def db_type(self, connection):        return ‘integer UNSIGNED‘

自訂char類型欄位：

class FixedCharField(models.Field):    """    自訂的char類型的欄位類    """    def __init__(self, max_length, *args, **kwargs):        self.max_length = max_length        super(FixedCharField, self).__init__(max_length=max_length, *args, **kwargs)    def db_type(self, connection):        """        限定產生資料庫表的欄位類型為char，長度為max_length指定的值        """        return ‘char(%s)‘ % self.max_lengthclass Class(models.Model):    id = models.AutoField(primary_key=True)    title = models.CharField(max_length=25)    # 使用自訂的char類型的欄位    cname = FixedCharField(max_length=25)

建立的表結構：

附ORM欄位與資料庫實際欄位的對應關係

 對應關係欄位參數null

用於表示某個欄位可以為空白。

unique

如果設定為unique=True 則該欄位在此表中必須是唯一的 。

db_index

如果db_index=True 則代表著為此欄位設定索引。

default

為該欄位設定預設值。

DateField和DateTimeFieldauto_now_add

配置auto_now_add=True，建立資料記錄的時候會把目前時間添加到資料庫。

auto_now

配置上auto_now=True，每次更新資料記錄的時候會更新該欄位。

 

關係欄位ForeignKey

外鍵類型在ORM中用來表示外部索引鍵關聯關係，一般把ForeignKey欄位設定在 ‘一對多‘中‘多‘的一方。

ForeignKey可以和其他表做關聯關係同時也可以和自身做關聯關係。

欄位參數to

設定要關聯的表

to_field

設定要關聯的表的欄位

related_name

反向操作時，使用的欄位名，用於代替原反向查詢時的‘表名_set‘。

例如：

class Classes(models.Model):    name = models.CharField(max_length=32)class Student(models.Model):    name = models.CharField(max_length=32)    theclass = models.ForeignKey(to="Classes")

當我們要查詢某個班級關聯的所有學生（反向查詢）時，我們會這麼寫：

models.Classes.objects.first().student_set.all()

當我們在ForeignKey欄位中添加了參數 related_name 後，

class Student(models.Model):    name = models.CharField(max_length=32)    theclass = models.ForeignKey(to="Classes", related_name="students")

當我們要查詢某個班級關聯的所有學生（反向查詢）時，我們會這麼寫：

models.Classes.objects.first().students.all()

related_query_name

反向查詢操作時，使用的串連首碼，用於替換表名。

on_delete

當刪除關聯表中的資料時，當前表與其關聯的行的行為。

models.CASCADE
刪除關聯資料，與之關聯也刪除

models.DO_NOTHING
刪除關聯資料，引發錯誤IntegrityError

models.PROTECT
刪除關聯資料，引發錯誤ProtectedError

models.SET_NULL
刪除關聯資料，與之關聯的值設定為null（前提FK欄位需要設定為可空）

models.SET_DEFAULT
刪除關聯資料，與之關聯的值設定為預設值（前提FK欄位需要設定預設值）

models.SET

刪除關聯資料，
a. 與之關聯的值設定為指定值，設定：models.SET(值)
b. 與之關聯的值設定為可執行對象的傳回值，設定：models.SET(可執行對象)

def func():    return 10class MyModel(models.Model):    user = models.ForeignKey(        to="User",        to_field="id"，        on_delete=models.SET(func)    )

db_constraint

是否在資料庫中建立外鍵約束，預設為True。

OneToOneField

一對一欄位。

通常一對一欄位用來擴充已有欄位。

欄位參數to

設定要關聯的表。

to_field

設定要關聯的欄位。

on_delete

同ForeignKey欄位。

ManyToManyField

用於表示多對多的關聯關係。在資料庫中通過第三張表來建立關聯關係。

欄位參數to

設定要關聯的表

related_name

同ForeignKey欄位。

related_query_name

同ForeignKey欄位。

symmetrical

僅用於多對多自關聯時，指定內部是否建立反向操作的欄位。預設為True。

舉個例子：

class Person(models.Model):    name = models.CharField(max_length=16)    friends = models.ManyToManyField("self")

此時，person對象就沒有person_set屬性。

class Person(models.Model):    name = models.CharField(max_length=16)    friends = models.ManyToManyField("self", symmetrical=False)

此時，person對象現在就可以使用person_set屬性進行反向查詢。

through

在使用ManyToManyField欄位時，Django將自動產生一張表來管理多對多的關聯關係。

但我們也可以手動建立第三張表來管理多對多關係，此時就需要通過through來指定第三張表的表名。

through_fields

設定關聯的欄位。

db_table

預設建立第三張表時，資料庫中表的名稱。

元資訊

ORM對應的類裡麵包含另一個Meta類，而Meta類封裝了一些資料庫的資訊。主要欄位如下:

db_table

ORM在資料庫中的表名預設是 app_類名，可以通過db_table可以重寫表名。

index_together

聯合索引。

unique_together

聯合唯一索引。

ordering

指定預設按什麼欄位排序。

只有設定了該屬性，我們查詢到的結果才可以被reverse()。

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