Django2 Web實戰01-啟動專案-model 擴充套件

天星技術團隊發表於2018-08-31
DjangoWeb套件

作者：Hubery 時間：2018.8.31

接上文: Django2 web實戰01-啟動專案

給專案新增Person和model關係

我們將給專案新增model間的關係。movie中的人物關係可以構成一個很複雜的資料模型。 同一個人，可以是演員actor，編劇writer，導演director等角色。即使脫離劇組和創作團隊，簡化一點， 資料模型也將包括 通過ForiengKey欄位形成的一對多的關係， 通過nyToManyField欄位形成的多對多的關係； 通過在ManyToManyField中使用through類來形成的多對多的關係，用來新增額外資訊；

順勢，

  • 建立一個Person模型
  • 新增一個ForeignKey欄位，從Movie到Person，追蹤導演director
  • 新增一個ManyToMany欄位，從Movie到Person，追蹤編劇writers
  • 新增一個ManyToMany欄位，通過一個through類(演員Actor)來追蹤，誰在電影中演出以及什麼角色。
  • 改動model之後，進行資料庫遷移
  • 往電影movie詳情模版中新增導演director，編劇writer，演員actors
  • 新增一個PersonDetail檢視，顯示出電影是誰導演的，誰編劇的，以及誰出演的。

新增一個關係模型

我們需要一個Person類，來描述和儲存電影中的人物person 編輯core/models.py

from django.db import models

class Movie(models.Model):
    NOT_RATED = 0
    RATED_G = 1
    RATED_PG = 2
    RATED_R = 3
   
    RATINGS = (
        (NOT_RATED, 'NR - 沒有評分'),
        (RATED_G, 'G - 普通觀眾'),
        (RATED_PG, 'PG - 父母的引導和規範'),
        (RATED_R, 'R - 限制級'),
    )

    title = models.CharField(max_length=140)
    plot = models.TextField()
    year = models.PositiveIntegerField()
    rating = models.IntegerField(
        choices=RATINGS,
        default=NOT_RATED
    )
    runtime = models.PositiveIntegerField()
    website = models.URLField(blank=True)

    class Meta:
        ordering = ('-year', 'title')

    def __str__(self):
        return '{} ({})'.format(self.title, self.year)

class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=140)
    last_name = models.CharField(max_length=140)
    born = models.DateField()
    died = models.DateField(null=True, blank=True)

    class Meta:
        ordering = (
            'last_name', 'first_name'
        )

    def __str__(self):
        if self.died:
            return '{}, {} ({}-{})'.format(
                self.last_name,
                self.first_name,
                self.born,
                self.died)
        return '{}, {} ({})'.format(
            self.last_name,
            self.first_name,
            self.born)
複製程式碼

Person中，有DataField欄位，用適當的資料庫列型別來記錄時間型別資料。 所有欄位都支援null引數，表示列欄位是否應該支援NULL型別的值。 died欄位設定了null=True，表明我們可以記錄此person是否died。 __str__方法類似java的toString()，方便輸出物件內容。

現在，Person與Movies 有著各種各樣的關係。

不同型別的關係欄位

Django的ORM支援對映模型之間關係的欄位，包括一對多，多對多，以及包含內部模型的多對多。 當兩個model間是一對多關係， 用ForeignKey欄位，該欄位可以生成一個兩資料庫表之間的約束。 若model中沒有ForeignKey欄位，Django會自動新增一個RelatedManager物件，作為屬性例項。 RelatedManager類使得查詢關係物件更簡單。

當兩個model間是多對多關係，兩者都可以使用ManyToManyField();Django會在另一方給你建立一個RelatedManager。 你知道，關係型資料庫在兩表之間不能有多對多的關係。關係型資料庫需要一個擁有外來鍵的bridging橋接表，來訪問相關的表。假設我們不想新增任何屬性來描述這個關係，Django會自動建立和管理這個橋接表。

有時候我們想用額外的欄位來描述一段多對多的關係，我們可以用包含through模型的欄位：ManyToManyField（在UML中稱為association聯絡）。這個模型有一個ForeignKey，可以到達關係的每一邊，以及獲取任何想獲取的額外欄位。

模型關係 對應欄位
一對多 ForeignKey
多對多 ManyToManyField
有內部模型的多對多 ManyToManyField中使用through欄位 藉助其他模型描述模型關係

那，可以開始建立模型了，仔細體驗下之間的關係。

Director - ForeignKey

模型中，每個movie都有一個director導演，但每個導演可以拍過很多作品。那麼，用ForeignKey欄位來為movie新增一個導演director； 編輯core/models.py Movie類中新增這一段

director = models.ForeignKey(
    to='Person',
    related_name='directed',
    on_delete=models.SET_NULL,
    null=True,
    blank=True
)
複製程式碼
  • to='Person'， Django的所有關係欄位，都可以使用字串引用以及相關模型的引用。這個引數是必須的。
  • on_delete=models.SET_NULL，當刪除引用的模型(例項/行)時，Django需要知道接下來要執行什麼指令。SET_NULL，將會設定所有Movie例項當刪除Person時，director欄位設定為NULL。如果想級聯刪除，那麼用這個物件： models.CASCADE。
  • related_name='directed', 可選引數，表明這是其他model的RelatedManager例項的名字。這個表示：讓我們查詢這個人所拍過的所有Movie例項。 如果沒有這個引數，那麼Person會有個叫movie_set的屬性。我們將會獲得多個不同的關係，Movie和Person(writer/director/actors)，所以movie_set會變得隱晦不清，因此我們必須提供一個related_name。

這是首次向已經存在的model中新增欄位。我們必須設定null=True或者提供一個預設引數。如果沒有，Django在執行migration的時候會強制我們這麼做。因為，當我們做資料庫遷移的時候，Django必須確保這個例項在資料庫表中存在。當資料庫新增這個欄位後，需要知道插入已經存在的行rows的資料是啥。上面程式碼中的director欄位，我們可以接受NULL值。

我們已經向Movie模型中新增了一個欄位director，向Person例項中新增了一個叫directed的屬性。這個directed是RelatedManager型別。

RelatedManager是個很有用的類，類似於模型的預設Manager，objects，可以跨表自動處理之間的關係。相當於一個模型持有了另一個模型的引用/控制程式碼，可以操作另一個模型。

對比一下：

person.directed.create()
複製程式碼
Movie.objects.create()
複製程式碼

這倆方法都會建立一個Movie，但person.directed.create()會確保新Movie作為director.RelatedManager，同時還提供了add和remove方法，以便我們可以通過呼叫person.directed.add(movie)將一個Movie新增到一個directed的Person集合。 相同的，remove()方法差不多意思，會從關係中移除一個model。

Writers - ManyToManyField

兩個模型之間可能存在多對多的關係。比如，一個人可以寫多個movies，同樣一個movie可以有多個人來寫完。 向Movie模型中新增一個writers欄位，處理多對多： core/models.py

writers = models.ManyToManyField(
    to='Person',
    related_name='writing_credits',
    blank=True
)
複製程式碼

一個ManyToManyField建立了一個多對多的關係，充當了RelatedManager角色，保證了使用者查詢和建立model。 再次用到了related_name，避免給Person一個movie_set屬性，直接給賦值一個writing_credits屬性充當一個RelatedManager，否則可能會造成混亂。 上面程式碼中，兩端都有RelatedManager，所以這倆操作等效：

person.writing_credits.add(movie)
複製程式碼
movie.writers.add(person)
複製程式碼

Role - ManyToManyField 用一個through類

當我們想用內部模型來描述兩個具有多對多關係的模型之間的關係時，這種型別就派上用場了。 Django允許我們通過建立一個模型來實現這一點，該模型描述了多對多關係中兩個模型之間的連線表join table。 新增一個Role中間類，與Movie平級； Movie中新增一個actors

actors = models.ManyToManyField(
    to='Person',
    through='Role',
    related_name='acting_credits',
    blank=True
)
複製程式碼
class Role(models.Model):
    movie = models.ForeignKey(Movie, on_delete=models.DO_NOTHING)
    person = models.ForeignKey(Person, on_delete=models.DO_NOTHING)
    name = models.CharField(max_length=140)

    class Meta:
        unique_together = ('movie', 'person', 'name')

    def __str__(self):
        return "{} {} {}".format(self.movie_id, self.person_id, self.name)
複製程式碼

這看起來很像之前的ManyToManyField，除了我們同時設定了to和through引數。 Role模型看起來非常像是要涉及一個連線表，join table；有著與每一個表的多對多關係。同時還有個name欄位用來描述Role。

Role有一個獨一無二的約束。需要movie/person/name一起組成，在Role的內部類Meta上設定unique_together屬性。

此時，ManyToManyField會建立4個新的RelatedManager例項；

  • movie.actors 是與Person相關的manager
  • person.acting_credits 是與Movie相關的manager
  • movie.role_set 是與Role相關的manager
  • person.role_set 是與Role相關的manager

你可以用上面任意一個manager來查詢model，不過只有role_set managers才能建立model或者修改模型關係，因為role_set有內部類。如果你嘗試著執行movie.actors.add(person),Django會拋IntegrityError異常，因為沒有任何方式可以給Role.name欄位賦值。然而，你可以這樣：movie.role_set.add(person=person, name='hubery')。

新增資料庫遷移

python manage.py makemigrations 
python manage.py migrates
複製程式碼

接下來，我們就可以讓movie頁和movie中的人物相關聯。

建立PersonView 更新MovieList

新增一個PersonDetail檢視，使得movie_detail.html可以連結到。 為了建立該檢視，可以用4步來完成：

  • 建立一個manager，限制資料庫查詢次數
  • 建立view
  • 建立template
  • 建立URL來關聯view

建立一個自定義manager - PersonManager

PersonDetail檢視會列出 一個人在表演，寫作，或導演過的所有電影。在template中，我們會列印出每個演員表中的每部電影的名稱。 為了避免資料庫出現大量查詢，給models建立新的managers，返回QuerySets。 Django中，每次從一個關係中訪問一個屬性，Django都會通過查詢資料庫來獲取相關的資料項。 在一個Person出現在N個movies中的情況下，會出現N次資料庫查詢。我們可以通過prefetch_related()方法來避免這種情況。通過prefetch_related()方法，Django將會通過一個額外的查詢來獲取單個關係中的相關資料。 這其中有個問題，如果我們最終沒有使用預處理的資料，那麼這次查詢會浪費時間和記憶體。

接下來，建立一個PersonManager，有個新方法all_with_prefetch_movies()，讓PersonManager成為Person的預設manager： core/models.py

class PersonManager(models.Manager):
    def all_with_prefetch_movies(self):
        qs = self.get_queryset()
        return qs.prefetch_related(
            'directed',
            'writing_credits',
            'role_set__movie')

class Person(models.Model):   	objects = PersonManager()
複製程式碼

PersonManager提供了預設manager同樣的方法，應為其繼承自models.Manager。定義了一個新方法，用get_queryset()來獲取QuerySet，通知它來預獲取相關的model。 QuerySets是惰性的，在評估查詢集之前，不會與資料庫進行互動。

DetailView通過PK呼叫get()方法獲取model之前不會評估查詢。

prefetch_related()方法需要一次或多次查詢，查詢初始化後，會自動查詢相關models。當你從相關的QuerySet中查詢model時，Django不會去查詢它，因為它已經在QuerySet中。

一次查詢是一個Django的QuerySet用來表述模型中的欄位或RelatedManager。甚至可以通過將關係欄位或RelatedManager的名稱與相關模型欄位分割為兩個下劃線，實現跨越關係：

Movie.objects.all().filter(actors__last_name='Freeman', 
actors__first_name='Morgan')
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這個呼叫會返回一個QuerySet，包含演員Morgan Freeman的所有Movie模型例項。

建立一個PersonDetail檢視和template

現在寫一個非常簡單的檢視， core/views.py

class PersonDetail(DetailView):
    queryset = Person.objects.all_with_prefetch_movies()
複製程式碼

DetailView比較特殊，沒有提供mode屬性。 相反，我們給他傳入一個PersonManager類的QuerySet物件。當DetailView用filter()方法和get()方法來獲取model例項時，DetailView會從model的例項類名中，派生出模版template的名稱，就像我們在模型類中提供了模型類作為屬性一樣。

那， 建立一個template： core/template/core/person_detail.html

{% extends 'base.html' %}

{% block title %}
    {{ object.first_name }}
    {{ object.last_name }}
{% endblock %}

{% block main %}
    <h1>{{ object }}</h1>
    <h2>Actor</h2>
    <ul>
        {% for role in object.role_set.all %}
            <li>
                <a href="{% url 'core:MovieDetail' role.movie.id %}">
                    {{ role.movie }}
                </a>
                {{ role.name }}
            </li>
        {% endfor %}
    </ul>

    <h2>Writer</h2>
    <ul>
        {% for movie in object.writing_credits.all %}
            <li>
                <a href="{% url 'core:MovieDetail' movie.id %}">
                    {{ movie }}
                </a>
            </li>
        {% endfor %}
    </ul>

    <h2>Director</h2>
    <ul>
        {% for movie in object.directed.all %}
            <li>
                <a href="{% url 'core:MovieDetail' movie.id %}">
                    {{ movie }}
                </a>
            </li>
        {% endfor %}
    </ul>
    
{% endblock %}
複製程式碼

template 不需要特意做啥就能用預處理資料。

建立MovieManager

class MovieManager(models.Manager):
    def all_with_related_persons(self):
        qs = self.get_queryset()
        qs = qs.select_related(
            'director')
        qs.prefetch_related(
            'writers', 'actors')
        return qs
複製程式碼

設定預設manager

class Movie(models.Model):
	objects = MovieManager()
複製程式碼

MovieManager介紹了另外一個方法：select_related。與prefetch_related()方法很像，但只有一個關係模型存在時採用select_related ，比如只有一個ForeignKey欄位。

QuerySet方法 說明
prefetch_related() 當關系可能涉及多個模型時採用，如只有一個ForeignKEy
select_related() 只有一個關係模型存在時採用，如有MaynToMany或RelatedManager

現在，可以直接使用查詢結果來更新MovieDetail，而不是直接使用model：

class MovieDetail(DetailView):
	queryset = ( 
		Movie.objects.all_with_related_persons())
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小結

建立Person模型，並在Movie和Person之間建立了許多種關係。 ForeignKey 建立一對多的關係； ManyToManyField 建立多對多關係； ManyToManyField 中通過提供through模型來建立多對多關係，用中介類來給多對多關係提供額外的資訊；

建立一個PersonDetail檢視來顯示Person模型例項；用一個自定義模型manager來控制資料庫的查詢次數。

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