Django模型层之多表操作

一、创建模型

实例：我们来假定下面这些概念字段和关系

作者模型：一个作者有姓名和年龄。

作者详细模型：把作者的详情放到详情表，包含生日，手机号，家庭住址等信息。作者详情模型和作者模型之间是一对一的关系（one-to-one）

出版商模型：出版商有名称，所在城市以及email。

书籍模型： 书籍有书名和出版日期，一本书可能会有多个作者，一个作者也可以写多本书，所以作者和书籍的关系就是多对多的关联关系(many-to-many);一本书只应该由一个出版商出版，所以出版商和书籍是一对多关联关系(one-to-many)。

Book

   id    title   price  publish    

   1      php     100   人民出版社  
   2      python  200   老男孩出版社   
   3      go      100   人民出版社  
   4      java    300   人民出版社  


为了存储出版社的邮箱，地址，在第一个表后面加字段

Book

   id    title   price  publish    email    addr    

   1      php     100   人民出版社   111      北京
   2      python  200   老男孩出版社 222      上海
   3      go      100   人民出版社   111      北京
   4      java    300   人民出版社   111      北京
   
这样会有大量重复的数据，浪费空间


####################################################################################


一对多：一个出版社对应多本书（关联信息建在多的一方，也就是book表中）

Book

   id    title   price     publish_id   


   1      php     100         1
   2      python  200         1
   3      go      100         2  
   4      java    300         1


Publish

    id    name       email    addr    
     1    人民出版社   111      北京       
     2    沙河出版社   222      沙河



总结：一旦确定表关系是一对多：在多对应的表中创建关联字段（在多的表里创建关联字段）  ，publish_id


查询python这本书的出版社的邮箱(子查询)

   select publish_id from Book where title=“python”
   select email from Publish where id=1


####################################################################################


多对多：一本书有多个作者，一个作者出多本书

Book

   id    title   price     publish_id    


   1      php     100         1               
   2      python  200         1
   3      go      100         2  
   4      java    300         1



Author
         id  name  age   addr

         1    alex  34   beijing
         2    egon  55   nanjing



Book2Author

    id    book_id  author_id
     1       2         1
     2       2         2

     3       3         2

总结：一旦确定表关系是多对多：创建第三张关系表（创建中间表，中间表就三个字段，自己的id，书籍id和作者id） ：
          
          id      book_id   author_id


# alex出版过的书籍名称(子查询)

select id from Author where name='alex'

select book_id from Book2Author where  author_id=1

select title from Book where id =book_id

####################################################################################


一对一：对作者详细信息的扩展（作者表和作者详情表）

Author
         id  name  age     ad_id(UNIQUE) 

         1    alex  34       1     
         2    egon  55       2     


AuthorDetail

   id    addr      gender    tel   gf_name   author_id(UNIQUE)
    1   beijing    male      110   小花           1
    2   nanjing    male      911   杠娘           2


总结： 一旦确定是一对一的关系：在两张表中的任意一张表中建立关联字段＋Unique






====================================


Publish  
Book
Author
AuthorDetail
Book2Author



CREATE TABLE publish(
                id INT PRIMARY KEY auto_increment ,
                name VARCHAR (20)
              );


CREATE TABLE book(
                id INT PRIMARY KEY auto_increment ,
                title VARCHAR (20),
                price DECIMAL (8,2),
                pub_date DATE ,
                publish_id INT ,
                FOREIGN KEY (publish_id) REFERENCES publish(id)
              );


CREATE TABLE authordetail(
                id INT PRIMARY KEY auto_increment ,
                tel VARCHAR (20)
              );

CREATE TABLE author(
                id INT PRIMARY KEY auto_increment ,
                name VARCHAR (20),
                age INT,
                authordetail_id INT UNIQUE ,
                FOREIGN KEY (authordetail_id) REFERENCES authordetail(id)
              );



CREATE  TABLE book2author(
       id INT PRIMARY KEY auto_increment ,
       book_id INT ,
       author_id INT ,
       FOREIGN KEY (book_id) REFERENCES book(id),
       FOREIGN KEY (author_id) REFERENCES author(id)
)

注意：关联字段与外键约束没有必然的联系（建管理字段是为了进行查询，建约束是为了不出现脏数据）

在Models创建如下模型

class Book(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    name = models.CharField(max_length=32)
    price = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2)
    publish_date = models.DateField()
    # 阅读数
    # reat_num=models.IntegerField(default=0)
    # 评论数
    # commit_num=models.IntegerField(default=0)

    publish = models.ForeignKey(to='Publish',to_field='nid',on_delete=models.CASCADE)
    authors=models.ManyToManyField(to='Author')
    def __str__(self):
        return self.name


class Author(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    name = models.CharField(max_length=32)
    age = models.IntegerField()
    author_detail = models.OneToOneField(to='AuthorDatail',to_field='nid',unique=True,on_delete=models.CASCADE)


class AuthorDatail(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    telephone = models.BigIntegerField()
    birthday = models.DateField()
    addr = models.CharField(max_length=64)


class Publish(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    name = models.CharField(max_length=32)
    city = models.CharField(max_length=32)
    email = models.EmailField()
复制代码

生成的表如下：

注意事项：

• 表的名称myapp_modelName，是根据模型中的元数据自动生成的，也可以写为别的名称
• id 字段是自动添加的
• 对于外键字段，Django会在字段名上添加“_id”来创建数据库中的列名
• 这个例子中的CREATE TABLE SQL 语句使用PostgreSQL 语法格式，要注意的是Django 会根据settings 中指定的数据库类型来使用相应的SQL 语句。
• 定义好模型之后，你需要告诉Django _使用_这些模型。你要做的就是修改配置文件中的INSTALL_APPSZ中设置，在其中添加models.py所在应用的名称。
• 外键字段 ForeignKey 有一个 null=True 的设置(它允许外键接受空值 NULL)，你可以赋给它空值 None 。

二、添加表记录

一对多

方式1:
   publish_obj=Publish.objects.get(nid=1)
   book_obj=Book.objects.create(title="",publishDate="2012-12-12",price=100,publish=publish_obj)
  
方式2:
   book_obj=Book.objects.create(title="",publishDate="2012-12-12",price=100,publish_id=1)

核心：book_obj.publish与book_obj.publish_id是什么？

   关键点:

    一 book_obj.publish=Publish.objects.filter(id=book_obj.publish_id).first()

    二 book_obj.authors.all()
       关键点:book.authors.all()  # 与这本书关联的作者集合

        1 book.id=3
        2 book_authors
            id  book_id  author_ID
            3      3             1
            4      3             2

        3  author
           id   name
           1   alex
           2   egon

    book_obj.authors.all()    ------->   [alex,egon]

# -----一对多添加
    pub=Publish.objects.create(name='egon出版社',email='445676@qq.com',city='山东')
    print(pub)

    # 为book表绑定和publish的关系
    import datetime,time
    now=datetime.datetime.now().__str__()
    now = datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d')
    print(type(now))
    print(now)
    # 日期类型必须是日期对象或者字符串形式的2018-09-12（2018-9-12），其它形式不行
    Book.objects.create(name='海燕3',price=333.123,publish_date=now,publish_id=2)
    Book.objects.create(name='海3燕3',price=35.123,publish_date='2018/02/28',publish=pub)
    pub=Publish.objects.filter(nid=1).first()
    book=Book.objects.create(name='测试书籍',price=33,publish_date='2018-7-28',publish=pub)
    print(book.publish.name)
    # 查询出版了红楼梦这本书出版社的邮箱
    book=Book.objects.filter(name='红楼梦').first()
    print(book.publish.email)

多对多

  # 当前生成的书籍对象
    book_obj=Book.objects.create(title="追风筝的人",price=200,publishDate="2012-11-12",publish_id=1)
    # 为书籍绑定的做作者对象
    yuan=Author.objects.filter(name="yuan").first() # 在Author表中主键为2的纪录
    egon=Author.objects.filter(name="alex").first() # 在Author表中主键为1的纪录

    # 绑定多对多关系,即向关系表book_authors中添加纪录
    book_obj.authors.add(yuan,egon)    #  将某些特定的 model 对象添加到被关联对象集合中。   =======    book_obj.authors.add(*[])

    book = Book.objects.filter(name='红楼梦').first()
    egon=Author.objects.filter(name='egon').first()
    lqz=Author.objects.filter(name='lqz').first()
    # 1 没有返回值，直接传对象
    book.authors.add(lqz,egon)
    # 2 直接传作者id
    book.authors.add(1,3)
    # 3 直接传列表,会打散
    book.authors.add(*[1,2])
    # 解除多对多关系
    book = Book.objects.filter(name='红楼梦').first()
    # 1 传作者id
    book.authors.remove(1)
    # 2 传作者对象
    egon = Author.objects.filter(name='egon').first()
    book.authors.remove(egon)
    #3 传*列表
    book.authors.remove(*[1,2])
    #4 删除所有
    book.authors.clear()
    # 5 拿到与 这本书关联的所有作者，结果是queryset对象，作者列表
    ret=book.authors.all()
    # print(ret)
    # 6 queryset对象，又可以继续点（查询红楼梦这本书所有作者的名字）
    ret=book.authors.all().values('name')
    print(ret)
    # 以上总结：
    # （1）
    # book=Book.objects.filter(name='红楼梦').first()
    # print(book)
    # 在点publish的时候，其实就是拿着publish_id又去app01_publish这个表里查数据了
    # print(book.publish)
    # （2）book.authors.all()

核心：book_obj.authors.all()是什么？

多对多关系其它常用API：

book_obj.authors.remove()      # 将某个特定的对象从被关联对象集合中去除。    ======   book_obj.authors.remove(*[])
book_obj.authors.clear()       #清空被关联对象集合
book_obj.authors.set()         #先清空再设置　

三、基于对象的跨表查询

一对多查询(publish与book)

正向查询（按字段：publish）

# 查询主键为1的书籍的出版社所在的城市
book_obj=Book.objects.filter(pk=1).first()
# book_obj.publish 是主键为1的书籍对象关联的出版社对象
print(book_obj.publish.city)

反向查询（按表名：book_set）

publish=Publish.objects.get(name="苹果出版社")
#publish.book_set.all() : 与苹果出版社关联的所有书籍对象集合
book_list=publish.book_set.all()    
for book_obj in book_list:
       print(book_obj.title)

  # 一对多正向查询
    book=Book.objects.filter(name='红楼梦').first()
    print(book.publish)#与这本书关联的出版社对象
    print(book.publish.name)
    # 一对多反向查询
    # 人民出版社出版过的书籍名称
    pub=Publish.objects.filter(name='人民出版社').first()
    ret=pub.book_set.all()
    print(ret)

一对一查询（Author与AuthorDetail）

正向查询(按字段：authorDetail)：

egon=Author.objects.filter(name="egon").first()
print(egon.authorDetail.telephone)

反向查询(按表名：author)：

# 查询所有住址在北京的作者的姓名
 
authorDetail_list=AuthorDetail.objects.filter(addr="beijing")
for obj in authorDetail_list:
     print(obj.author.name)

# 一对一正向查询
    # lqz的手机号
    lqz=Author.objects.filter(name='lqz').first()
    tel=lqz.author_detail.telephone
    print(tel)
    # 一对一反向查询
    # 地址在北京的作者姓名
    author_detail=AuthorDatail.objects.filter(addr='北京').first()
    name=author_detail.author.name
    print(name)

多对多查询（Author 与Book）

正向查询（按字段：authors）：

# 查所有作者的名字以及手机号
 
book_obj=Book.objects.filter(title="眉").first()
authors=book_obj.authors.all()
for author_obj in authors:
     print(author_obj.name,author_obj.authorDetail.telephone)

反向查询（按表名：book_set）：

# 查询egon出过的所有书籍的名字
 
    author_obj=Author.objects.get(name="egon")
    book_list=author_obj.book_set.all()        #与egon作者相关的所有书籍
    for book_obj in book_list:
        print(book_obj.title)

 # 正向查询----查询红楼梦所有作者名称
    book=Book.objects.filter(name='红楼梦').first()
    ret=book.authors.all()
    print(ret)
    for auth in ret:
        print(auth.name)
    # 反向查询 查询lqz这个作者写的所有书
    author=Author.objects.filter(name='lqz').first()
    ret=author.book_set.all()
    print(ret)

注意：

你可以通过在 ForeignKey() 和ManyToManyField的定义中设置 related_name 的值来覆写 FOO_set 的名称。例如，如果 Article model 中做一下更改：

publish = ForeignKey(Book, related_name='bookList')

那么接下来就会如我们看到这般：

# 查询 人民出版社出版过的所有书籍
 
publish=Publish.objects.get(name="人民出版社")
book_list=publish.bookList.all()  # 与人民出版社关联的所有书籍对象集合

四、基于双下划线的跨表查询

Django 还提供了一种直观而高效的方式在查询(lookups)中表示关联关系，它能自动确认 SQL JOIN 联系。要做跨关系查询，就使用两个下划线来链接模型(model)间关联字段的名称，直到最终链接到你想要的model 为止。

'''
    正向查询按字段,反向查询按表名小写用来告诉ORM引擎join哪张表
'''

 # 查询苹果出版社出版过的所有书籍的名字与价格(一对多)

    # 正向查询 按字段:publish

    queryResult=Book.objects
　　　　　　　　　　　　.filter(publish__name="苹果出版社")
　　　　　　　　　　　　.values_list("title","price")

    # 反向查询 按表名:book

    queryResult=Publish.objects
　　　　　　　　　　　　　　.filter(name="苹果出版社")
　　　　　　　　　　　　　　.values_list("book__title","book__price")
查询的本质一样，就是select from的表不一样

    # 正向查询按字段，反向查询按表名小写
    # 查询红楼梦这本书出版社的名字
    # select * from app01_book inner join app01_publish
    # on app01_book.publish_id=app01_publish.nid
    ret=Book.objects.filter(name='红楼梦').values('publish__name')
    print(ret)
    ret=Publish.objects.filter(book__name='红楼梦').values('name')
    print(ret)

多对多查询

# 练习: 查询alex出过的所有书籍的名字(多对多)

    # 正向查询 按字段:authors:
    queryResult=Book.objects
　　　　　　　　　　　　.filter(authors__name="yuan")
　　　　　　　　　　　　.values_list("title")

    # 反向查询 按表名:book
    queryResult=Author.objects
　　　　　　　　　　　　　　.filter(name="yuan")
　　　　　　　　　　　　　　.values_list("book__title","book__price")
复制代码

 # 正向查询按字段，反向查询按表名小写
    # 查询红楼梦这本书出版社的名字
    # select * from app01_book inner join app01_publish
    # on app01_book.publish_id=app01_publish.nid
    ret=Book.objects.filter(name='红楼梦').values('publish__name')
    print(ret)
    ret=Publish.objects.filter(book__name='红楼梦').values('name')
    print(ret)
    # sql 语句就是from的表不一样
    # -------多对多正向查询
    # 查询红楼梦所有的作者
    ret=Book.objects.filter(name='红楼梦').values('authors__name')
    print(ret)
    # ---多对多反向查询
    ret=Author.objects.filter(book__name='红楼梦').values('name')
    ret=Author.objects.filter(book__name='红楼梦').values('name','author_detail__addr')
    print(ret)

一对一查询

 查询alex的手机号
    
    # 正向查询
    ret=Author.objects.filter(name="alex").values("authordetail__telephone")

    # 反向查询
    ret=AuthorDetail.objects.filter(author__name="alex").values("telephone")

    # 查询lqz的手机号
    # 正向查
    ret=Author.objects.filter(name='lqz').values('author_detail__telephone')
    print(ret)
    # 反向查
    ret= AuthorDatail.objects.filter(author__name='lqz').values('telephone')
    print(ret)
复制代码

连续跨表

# 练习: 查询人民出版社出版过的所有书籍的名字以及作者的姓名


    # 正向查询
    queryResult=Book.objects
　　　　　　　　　　　　.filter(publish__name="人民出版社")
　　　　　　　　　　　　.values_list("title","authors__name")
    # 反向查询
    queryResult=Publish.objects
　　　　　　　　　　　　　　.filter(name="人民出版社")
　　　　　　　　　　　　　　.values_list("book__title","book__authors__age","book__authors__name")


# 练习: 手机号以151开头的作者出版过的所有书籍名称以及出版社名称


    # 方式1:
    queryResult=Book.objects
　　　　　　　　　　　　.filter(authors__authorDetail__telephone__regex="151")
　　　　　　　　　　　　.values_list("title","publish__name")
    # 方式2:    
    ret=Author.objects
              .filter(authordetail__telephone__startswith="151")
              .values("book__title","book__publish__name")

 # ----进阶练习，连续跨表
    # 查询手机号以33开头的作者出版过的书籍名称以及书籍出版社名称
    # author_datail author book publish
    # 基于authorDatail表
    ret=AuthorDatail.objects.filter(telephone__startswith='33').values('author__book__name','author__book__publish__name')
    print(ret)
    # 基于Author表
    ret=Author.objects.filter(author_detail__telephone__startswith=33).values('book__name','book__publish__name')
    print(ret)
    # 基于Book表
    ret=Book.objects.filter(authors__author_detail__telephone__startswith='33').values('name','publish__name')
    print(ret)
    # 基于Publish表
    ret=Publish.objects.filter(book__authors__author_detail__telephone__startswith='33').values('book__name','name')
    print(ret)

related_name

publish = ForeignKey(Blog, related_name='bookList')

# 练习: 查询人民出版社出版过的所有书籍的名字与价格(一对多)

# 反向查询 不再按表名:book,而是related_name:bookList


    queryResult=Publish.objects
　　　　　　　　　　　　　　.filter(name="人民出版社")
　　　　　　　　　　　　　　.values_list("bookList__title","bookList__price") 

五、聚合查询与分组查询

聚合

aggregate(*args,**kwargs)

# 计算所有图书的平均价格
 from django.db.models import Avg
 Book.objects.all().aggregate(Avg('price'))
#{'price__avg': 34.35}

aggregate()是QuerySet 的一个终止子句，意思是说，它返回一个包含一些键值对的字典。键的名称是聚合值的标识符，值是计算出来的聚合值。键的名称是按照字段和聚合函数的名称自动生成出来的。如果你想要为聚合值指定一个名称，可以向聚合子句提供它。

Book.objects.aggregate(average_price=Avg('price'))
#{'average_price': 34.35}

如果你希望生成不止一个聚合，你可以向aggregate()子句中添加另一个参数。所以，如果你也想知道所有图书价格的最大值和最小值，可以这样查询：

from django.db.models import Avg, Max, Min
Book.objects.aggregate(Avg('price'), Max('price'), Min('price'))
#{'price__avg': 34.35, 'price__max': Decimal('81.20'), 'price__min': Decimal('12.99')}

    # 查询所有书籍的平均价格
    from django.db.models import Avg,Count,Max,Min
    ret=Book.objects.all().aggregate(Avg('price'))
    # {'price__avg': 202.896}
    # 可以改名字
    ret=Book.objects.all().aggregate(avg_price=Avg('price'))
    # 统计平均价格和最大价格
    ret=Book.objects.all().aggregate(avg_price=Avg('price'),max_price=Max('price'))
    # 统计最小价格
    ret = Book.objects.all().aggregate(avg_price=Avg('price'), min_price=Min('price'))
    # 统计个数和平均价格
    ret = Book.objects.all().aggregate(avg_price=Avg('price'), max_price=Max('price'),count=Count('price'))
    ret = Book.objects.all().aggregate(avg_price=Avg('price'), max_price=Max('price'),count=Count('nid'))
    print(ret)

分组

annotate()为调用的QuerySet中每一个对象都生成一个独立的统计值（统计方法用聚合函数）。

总结 ：跨表分组查询本质就是将关联表join成一张表，再按单表的思路进行分组查询。　

查询练习

练习：统计每一本书作者个数

from django.db.models import Avg, Max, Sum, Min, Max, Count
book_list = models.Book.objects.all().annotate(author_num=Count("authors"))
for book in book_list:
     print(book.name)
     print(book.author_num)
book_list = models.Book.objects.all().annotate(author_num=Count("authors")).values('name','author_num')
print(book_list)

练习：统计每一个出版社的最便宜的书

publishList=Publish.objects.annotate(MinPrice=Min("book__price"))
for publish_obj in publishList:
    print(publish_obj.name,publish_obj.MinPrice)

annotate的返回值是querySet，如果不想遍历对象，可以用上valuelist：

queryResult= Publish.objects.annotate(MinPrice=Min("book__price")).values_list("name","MinPrice")
print(queryResult)

 练习：统计每一本以py开头的书籍的作者个数：

queryResult=Book.objects.filter(title__startswith="Py").annotate(num_authors=Count('authors'))

  练习：统计不止一个作者的图书：（作者数量大于一）

ret=models.Book.objects.annotate(author_num=Count("authors")).filter(author_num__gt=1).values('name','author_num')
print(ret

 练习：根据一本图书作者数量的多少对查询集 QuerySet进行排序:

Book.objects.annotate(num_authors=Count('authors')).order_by('num_authors')

  练习：查询各个作者出的书的总价格:

ret=models.Author.objects.annotate(sum_price=Sum("book__price")).values("name", "sum_price")
print(ret)

练习：查询每个出版社的名称和书籍个数

ret=models.Publish.objects.all().annotate(c=Count('book__name')).values('name','c')
print(ret)

 # ————————————单表下的分组查询
    '''
    查询每一个部门名称以及对应的员工数
    emp:
    id  name age   salary    dep
    1   alex  12   2000     销售部
    2   egon  22   3000     人事部
    3   wen   22   5000     人事部
    '''
    # select count(id) from emp group by dep
    # 示例一：查询每一个部门的名称，以及平均薪水
    # select dep,Avg(salary) from app01_emp group by dep
    from django.db.models import Avg, Count, Max, Min
    ret=Emp.objects.values('dep').annotate(Avg('salary'))
    # 重新命名
    ret=Emp.objects.values('dep').annotate(avg_salary=Avg('salary'))
    print(ret)
    # ---*******单表分组查询ORM总结：表名.objects.values('group by 的字段').annotate(聚合函数（'统计的字段'）)
    # 示例2 查询每个省份对应的员工数
    ret=Emp.objects.values('province').annotate(Count('id'))
    ret=Emp.objects.values('province').annotate(c=Count('id'))
    print(ret)
    # 补充知识点：
    ret=Emp.objects.all()
    # select * from emp
    ret=Emp.objects.values('name')
    # select name from emp
    # ****单表下，按照id进行分组是没有任何意义的
    ret=Emp.objects.all().annotate(Avg('salary'))
    print(ret)
    # ******多表分组查询
    # 查询每一个出版社出版的书籍个数
    ret=Book.objects.values('publish_id').annotate(Count('nid'))
    print(ret)
    # 查询每个出版社的名称以及出版社书的个数(先join在跨表分组)
    # 正向
    ret=Publish.objects.values('name').annotate(Count('book__name'))
    ret=Publish.objects.values('nid').annotate(c=Count('book__name')).values('name','c')
    print(ret)
    # 反向
    ret=Book.objects.values('publish__name').annotate(Count('name'))
    ret=Book.objects.values('publish__name').annotate(c=Count('name')).values('publish__name','c')
    print(ret)
    # 查询每个作者的名字，以及出版过书籍的最高价格
    ret=Author.objects.values('pk').annotate(c=Max('book__price')).values('name','c')
    print(ret)
    # 跨表查询的模型：每一个后表模型.objects.value('pk').annotate(聚合函数('关联表__统计字段')).values()

    # 查询每一个书籍的名称，以及对应的作者个数
    ret=Book.objects.values('pk').annotate(c=Count('authors__name')).values('name','c')
    print(ret)
    # 统计不止一个作者的图书
    ret=Book.objects.values('pk').annotate(c=Count('authors__name')).filter(c__gt=1).values('name','c')
    print(ret)