django从入门到实战(四)——模型与数据库

1. 模型的定义与数据迁移

1.1 模型的定义

在 Django 中，模型是一个 Python 类，用于定义数据库中的数据结构。每个模型类对应数据库中的一张表，类的属性对应表中的字段。

示例：

from django.db import models

class Blog(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)  # 标题
    content = models.TextField()                # 内容
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)  # 创建时间
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)      # 更新时间

    def __str__(self):
        return self.title

参数说明：

• models.Model: 所有模型类都需要继承自 models.Model。
• CharField: 用于存储字符串，max_length 是必需的参数。
• TextField: 用于存储长文本。
• DateTimeField: 用于存储日期和时间，auto_now_add 和 auto_now 分别表示在创建和更新时自动设置当前时间。

1.2 数据迁移

数据迁移是将模型的变化应用到数据库的过程。Django 提供了命令行工具来管理迁移。

步骤：

1. 创建迁移文件：

python manage.py makemigrations

2. 应用迁移：

python manage.py migrate

1.3 开发自己的 ORM 框架

开发自己的 ORM 框架涉及创建一个类来映射数据库表，并实现基本的 CRUD 操作。以下是一个简单的示例：

import sqlite3

class SimpleORM:
    def __init__(self, db_name):
        self.connection = sqlite3.connect(db_name)
        self.cursor = self.connection.cursor()

    def create_table(self, table_name, columns):
        columns_with_types = ', '.join([f"{name} {dtype}" for name, dtype in columns.items()])
        self.cursor.execute(f"CREATE TABLE IF NOT EXISTS {table_name} ({columns_with_types})")
        self.connection.commit()

    def insert(self, table_name, data):
        placeholders = ', '.join(['?'] * len(data))
        self.cursor.execute(f"INSERT INTO {table_name} VALUES ({placeholders})", tuple(data.values()))
        self.connection.commit()

    def fetch_all(self, table_name):
        self.cursor.execute(f"SELECT * FROM {table_name}")
        return self.cursor.fetchall()

    def close(self):
        self.connection.close()

参数说明：

• db_name: 数据库名称。
• table_name: 表名。
• columns: 字典，键为列名，值为数据类型。
• data: 字典，键为列名，值为要插入的数据。

1.4 数据导入和导出

数据导入和导出可以通过 CSV 文件或其他格式进行。

导出示例：

import csv

def export_to_csv(data, filename):
    with open(filename, mode='w', newline='') as file:
        writer = csv.writer(file)
        writer.writerows(data)

导入示例：

def import_from_csv(filename):
    with open(filename, mode='r') as file:
        reader = csv.reader(file)
        return list(reader)

2. 数据表关系

在数据库中，表之间可以有不同的关系，主要包括：

• 一对一关系：一个表中的一条记录对应另一个表中的一条记录。
• 一对多关系：一个表中的一条记录可以对应另一个表中的多条记录。
• 多对多关系：两个表中的记录可以相互对应多条记录。

示例

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)  # 一对多关系

3. 数据表操作

3.1 增删改查（CRUD）

增加

# 创建新博客
new_blog = Blog(title="My First Blog", content="This is the content.")
new_blog.save()

查询

# 查询所有博客
all_blogs = Blog.objects.all()

# 查询特定博客
specific_blog = Blog.objects.get(id=1)

更新

# 更新博客内容
specific_blog.content = "Updated content."
specific_blog.save()

删除

# 删除博客
specific_blog.delete()

3.2 多表查询

使用 Django 的 ORM 可以轻松进行多表查询。

# 查询某个作者的所有书籍
author_books = Book.objects.filter(author__name="Author Name")

4. 数据库与 SQL 语句

4.1 SQL 语句

SQL（结构化查询语言）用于与数据库交互。常用的 SQL 语句包括：

• SELECT：查询数据。
• INSERT：插入数据。
• UPDATE：更新数据。
• DELETE：删除数据。

4.2 数据库事务

事务是一组操作，要么全部成功，要么全部失败。Django 提供了事务管理的支持。

from django.db import transaction

with transaction.atomic():
    # 执行多个数据库操作
    blog = Blog(title="Transactional Blog", content="Content")
    blog.save()
    # 其他操作

5. Django 如何制作多个数据库的链接和使用

在 Django 中，可以在 settings.py 中配置多个数据库。

示例配置

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': BASE_DIR / "db.sqlite3",
    },
    'secondary': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
        'NAME': 'mydatabase',
        'USER': 'myuser',
        'PASSWORD': 'mypassword',
        'HOST': 'localhost',
        'PORT': '5432',
    }
}

使用示例

from django.db import connections

with connections['secondary'].cursor() as cursor:
    cursor.execute("SELECT * FROM my_table")
    rows = cursor.fetchall()

6. 动态创建模型和数据表

动态创建模型和数据表可以通过 Django 的 type 函数和 create_model 方法实现。

示例

from django.db import models, connection

def create_dynamic_model(table_name):
    class Meta:
        db_table = table_name

    attrs = {'__module__': __name__, 'Meta': Meta}
    model = type(table_name.capitalize(), (models.Model,), attrs)
    return model

# 创建动态模型
DynamicModel = create_dynamic_model('dynamic_table')

7. MySQL 分表功能

MySQL 分表是将数据分散到多个表中，以提高性能和管理性。可以通过水平分表和垂直分表实现。

水平分表示例

假设我们有一个用户表，可以根据用户 ID 进行分表：

CREATE TABLE users_1 LIKE users;
CREATE TABLE users_2 LIKE users;

INSERT INTO users_1 SELECT * FROM users WHERE id % 2 = 0;
INSERT INTO users_2 SELECT * FROM users WHERE id % 2 = 1;

垂直分表示例

将用户表中的某些字段分到另一个表中：

CREATE TABLE user_profiles (
    user_id INT PRIMARY KEY,
    profile_picture VARCHAR(255),
    bio TEXT,
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id)
);