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Django 模型与 ORM 全解析（二）：数据库操作

news 2025/9/23 11:15:25

引言：为什么要学 Django ORM？

  • 什么是 Django ORM？—— 简化数据库操作的 “桥梁”，它允许开发者使用 Python 语法而非原生 SQL 与数据库交互，无需关注底层数据库类型的差异。
  • 学习目标：掌握 ORM 核心增删改查（CRUD）及进阶用法，高效完成数据库操作。
  • 博客结构：从基础到高级，从核心操作到扩展技巧，逐步拆解 ORM 实用方法。

一、查询操作（Read）

查询是 ORM 最常用的操作，Django 提供基础查询和高级查询两类方法，满足不同场景的需求。

1.1 基本查询

基本查询用于获取单个或多个符合条件的记录，核心方法如下：

方法描述适用场景
all()获取所有记录（返回QuerySet）列表页展示所有数据
get (条件)获取单个符合条件的记录（返回实例）根据主键 / 唯一字段获取单条数据
filter (条件)获取多个符合条件的记录（返回 QuerySet）按条件筛选数据（如状态 = 激活）
exclude (条件)排除符合条件的记录（返回 QuerySet）筛选 “不满足条件” 的数据

代码示例：

# 获取所有对象 
Model.objects.all() # 根据条件获取单个对象 
Model.objects.get(id=1) # 根据条件过滤对象 
Model.objects.filter(name='example') # 排除特定条件的对象 
Model.objects.exclude(status='inactive')

注意：

  • get(条件)若未找到记录或找到多条记录，会抛出异常（DoesNotExist或MultipleObjectsReturned），需谨慎使用。
  • 若需 “安全获取单个记录”，可结合get_or_create()（后续创建操作介绍）。

1.2 高级查询

高级查询是在基本查询的基础上，实现排序、限制结果、判断存在性等功能：

  1. 链式查询：将多个查询方法串联，实现多条件筛选（QuerySet 支持链式调用）：

    # 筛选“作者为张三”且“状态为激活”的图书
books = Book.objects.filter(author='张三').exclude(is_active=False)

  2. 排序：通过order_by(字段)实现排序，字段前加 “-” 表示降序：

    # 按出版日期升序（旧→新）
books = Book.objects.order_by('publication_date')
# 按出版日期降序（新→旧）
books = Book.objects.order_by('-publication_date')

  3. 限制结果数量：通过切片[:n]获取前 n 条记录（类似 Python 列表切片，不支持负索引）：

    # 获取前5条图书记录（用于分页或列表页默认展示）
books = Book.objects.all()[:5]

  4. 判断是否存在：通过exists()判断是否有符合条件的记录，返回布尔值（比len()更高效，无需加载所有数据）：

    # 判断是否存在“作者为张三”的图书
has_zhang_books = Book.objects.filter(author='张三').exists()
print(has_zhang_books)  # 存在返回True，不存在返回False

  5. 数量统计：通过count()统计符合条件的记录数，返回整数（比len(QuerySet)更高效，直接执行COUNT(*) SQL）：

    # 统计所有图书数量
total_books = Book.objects.count()
# 统计“激活状态”的图书数量
active_books_count = Book.objects.filter(is_active=True).count()

二、 创建操作（Create）

创建操作用于向数据库插入新记录，Django 提供单个创建和批量创建两种方式。

2.1 单个对象创建

单个对象创建有三种常用方法，适用于不同场景：

  1. 方法 1：先实例化再保存（分步操作，可在保存前修改字段）：

    # 1. 实例化模型（未保存到数据库）
book = Book(title='Django 5教程', author='张三', price=99.99)
# 2. （可选）修改字段
book.publication_date = '2024-05-01'
# 3. 保存到数据库（执行INSERT SQL）
book.save()

  2. 方法 2：直接创建（一步完成，通过objects.create()）：

    # 直接创建并保存到数据库，返回创建的实例
book = Book.objects.create(title='Django 5教程',author='张三',price=99.99,publication_date='2024-05-01'
)

  3. 方法 3：获取或创建（避免重复创建，通过objects.get_or_create()）：若记录已存在，则获取；若不存在，则创建，返回(实例, 是否创建成功)的元组：

    # 根据title查询，若不存在则创建（defaults为创建时的其他字段）
book, created = Book.objects.get_or_create(title='Django 5教程',  # 查询条件（需是唯一字段或组合唯一）defaults={'author': '张三','price': 99.99,'publication_date': '2024-05-01'}
)
print(created)  # 第一次创建返回True，后续获取返回False

2.2 批量创建：bulk_create ()

若需创建多条记录，使用bulk_create()比循环调用create()更高效（仅执行一次 SQL，减少数据库连接次数）：

# 1. 构建多个模型实例（未保存）
book_list = [Book(title='Django 5教程1', author='张三', price=99.99),Book(title='Django 5教程2', author='张三', price=89.99),Book(title='Django 5教程3', author='张三', price=79.99),
]
# 2. 批量保存到数据库
Book.objects.bulk_create(book_list)

三、更新操作（Update）

更新操作用于修改数据库中已有的记录，支持单个更新和批量更新。

3.1 单个对象更新

单个对象更新有三种方法，根据是否需要 “先获取实例” 选择：

方法 1：获取对象后修改字段→保存（适用于需先处理数据的场景）：

# 1. 获取实例
book = Book.objects.get(id=1)
# 2. 修改字段
book.title = 'Django 5教程（第二版）'
book.price = 109.99
# 3. 保存到数据库（执行UPDATE SQL）
book.save()

方法 2：filter ()+update ()（直接更新，无需先获取实例，更高效）：适用于明确条件、无需修改实例其他属性的场景，直接执行UPDATE SQL：

# 根据id更新title和price（无需获取实例）
Book.objects.filter(id=1).update(title='Django 5教程（第二版）',price=109.99
)

方法 3：更新或创建（update_or_create()，不存在则创建）：类似get_or_create()，但会更新已存在的记录，返回(实例, 是否创建成功)：

# 根据id更新，若id=1不存在则创建
book, created = Book.objects.update_or_create(id=1,  # 查询条件（通常是主键）defaults={'title': 'Django 5教程（第二版）','price': 109.99}
)
print(created)  # 存在则更新，返回False；不存在则创建，返回True

3.2 批量更新：filter ().update ()

批量更新是对符合条件的所有记录执行统一更新，适用于 “批量修改状态” 等场景：

# 1. 批量将“待处理”状态的订单改为“已处理”
Order.objects.filter(status='pending').update(status='processed')# 2. 批量更新所有记录的“更新时间”为当前时间（需导入timezone）
from django.utils import timezone
Book.objects.all().update(updated_at=timezone.now())

四、删除操作（Delete）

删除操作用于从数据库中移除记录，支持单个删除和批量删除，操作需谨慎（删除后无法恢复）。

4.1 单个对象

删除单个对象删除有两种方法，与更新操作逻辑类似：

方法 1：获取对象后删除（适用于需先验证的场景）：

# 1. 获取实例
book = Book.objects.get(id=1)
# 2. 删除记录（执行DELETE SQL）
book.delete()

方法 2：filter ().delete ()（直接删除，无需先获取实例）：

# 根据id直接删除记录
Book.objects.filter(id=1).delete()

4.2 批量删除

批量删除是对符合条件的所有记录执行删除，需特别注意all().delete()（删除所有记录）：

# 1. 批量删除“未激活”的图书
Book.objects.filter(is_active=False).delete()# 2. 删除所有图书（谨慎使用！会清空整个表）
Book.objects.all().delete()

五、其他常用 ORM 操作

除了 CRUD，Django ORM 还提供聚合查询、关联查询优化、原生 SQL 查询等高级功能，满足复杂业务需求。

5.1 聚合查询：Count、Sum、Avg、Max、Min

聚合查询用于对字段进行统计计算（如求和、平均值），需从django.db.models导入聚合函数，示例如下：

from django.db.models import Count, Sum, Avg, Max, Min# 1. 统计图书总数（等价于Book.objects.count()）
total_books = Book.objects.aggregate(total=Count('id'))
print(total_books)  # 输出{'total': 100}（假设共100本）# 2. 计算所有图书的价格总和
total_price = Book.objects.aggregate(total=Sum('price'))
print(total_price)  # 输出{'total': Decimal('9999.99')}# 3. 计算图书的平均价格
avg_price = Book.objects.aggregate(avg=Avg('price'))
print(avg_price)  # 输出{'avg': Decimal('99.99')}# 4. 获取图书的最高价格和最低价格
price_extremes = Book.objects.aggregate(max=Max('price'),min=Min('price')
)
print(price_extremes)  # 输出{'max': Decimal('199.99'), 'min': Decimal('29.99')}

5.2 关联查询优化：select_related 与 prefetch_related

关联查询若不优化，会产生 “N+1 查询问题”（如查询 10 本书，先查 10 本图书，再查每本的作者，共执行 11 次 SQL）。Django 提供两种优化方法：

1.select_related：用于 “一对一” 或 “多对一”（ForeignKey）关联，一次性加载关联对象（左连接），适用于 “正向关联查询”：

# 优化前：查询10本书，会执行1（查图书）+10（查每本的作者）=11次SQL
books = Book.objects.all()[:10]
for book in books:print(book.author.name)  # 每次循环都执行一次查作者的SQL# 优化后：仅执行1次SQL，一次性加载图书和关联的作者
books = Book.objects.select_related('author').all()[:10]
for book in books:print(book.author.name)  # 无需额外执行SQL

2.prefetch_related：用于 “多对多” 或 “一对多反向查询”，先查询主对象，再批量查询关联对象（两次 SQL），适用于 “反向关联或多对多查询”：

# 优化前：查询10个作者，执行1（查作者）+10（查每个作者的图书）=11次SQL
authors = Author.objects.all()[:10]
for author in authors:print(author.book_set.all())  # 每次循环执行一次查图书的SQL# 优化后：仅执行2次SQL（先查作者，再批量查所有作者的图书）
authors = Author.objects.prefetch_related('book_set').all()[:10]
for author in authors:print(author.book_set.all())  # 无需额外执行SQL

5.5.3 原生 SQL 查询：raw () 与 extra ()

若 ORM 查询无法满足复杂需求（如多表联查、自定义函数），可通过原生 SQL 查询直接执行 SQL 语句：

1.raw()：执行原生 SELECT 语句，返回RawQuerySet（可迭代的模型实例）：

# 执行原生SQL，查询id=1的图书（参数用%s占位，避免SQL注入）
books = Book.objects.raw('SELECT * FROM book WHERE id = %s', [1])
# 迭代获取结果（RawQuerySet是惰性的，仅在迭代时执行SQL）
for book in books:print(book.title)

2.extra()：在 ORM 查询的基础上，添加额外的 SQL 条件（如 WHERE、SELECT），适用于简单的原生 SQL 补充：

# 添加额外的WHERE条件：查询标题包含“Django”的图书
books = Book.objects.extra(where=["title LIKE %s"],  # SQL条件（占位符%s）params=['%Django%']       # 参数（自动转义，避免注入）
)# 添加额外的SELECT字段：查询图书并计算“折扣价”（假设discount=20）
books = Book.objects.extra(select={'discount_price': 'price * 0.8'}  # 自定义SELECT字段
)
for book in books:print(book.discount_price)  # 访问自定义字段

附录：Django ORM 常用方法速查表

CRUD 核心方法对比表

方法分类方法名语法示例用途适用场景
查询all()Model.objects.all()获取所有数据数据列表展示
查询get()Model.objects.get(id=1)获取单个唯一数据按主键查询详情
创建create()Model.objects.create(name='test')单个对象创建新增单条数据
创建bulk_create()Model.objects.bulk_create([obj1, obj2])批量对象创建批量导入数据
更新update()Model.objects.filter(id=1).update(name='new')批量 / 单个字段更新无需触发 save() 时
删除delete()Model.objects.filter(id=1).delete()批量 / 单个对象删除移除指定条件数据

聚合 / 关联查询关键 API 汇总

查询类型核心 API适用关系作用
聚合查询Count/Sum单表数据统计计算记录数、总和等
关联查询select_related()一对一、一对多连表预加载关联数据
关联查询prefetch_related()多对多、反向一对多预加载关联数据，避免 N+1 查询
http://www.dtcms.com/a/395693.html

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