5.Django模型

　　在当今的Web 应用中，主观逻辑经常牵涉到与数据库的交互，数据库驱动网站。在后台连接数据库服务器，从中取出一些数据，然后在 Web 页面用各种各样的格式展示这些数据。这个网站也可能会向访问者提供修改数据库数据的方法。

　　本章深入介绍了该功能： Django 数据库层。本例我们使用Python安装包自带的SQLite数据库来演示Django如何访问数据库。

5.1.SQLite数据库

　　首先我们使用数据库访问工具Navicat premium来在mysite目录下创建SQLite数据库文件。Navicat premium下载地址http://navicat-premium.softonic.cn/

运行Navicat premium工具，在主界面的菜单中选择文件->新建连接-SQLite如下图：

　　在对话框中选择新建SQLite3数据库文件，数据库文件名命名为：MyDB.db后点击确定按钮。如下图：

　　数据库文件连接后，界面展开如下图：

5.2. 执行SQL的访问数据库模式

　　现在我们可以通过执行SQL的方式来访问数据库，获取数据并更新到我们的动态页面中，修改views.py把current_datetime视图获取时间的方式修改为通过执行SQL “select datetime() as now”读取数据库的时间，修改后代码如下：

from django.shortcuts import render_to_response

import sqlite3

def current_datetime(request):

　　db = sqlite3.connect('C:\My Files\Python Projects\mysite\Mydb.db')

　　cursor = db.cursor()

　　cursor.execute('select datetime() as now')

　　now = [row[0] for row in cursor.fetchall()]

　　db.close()

　　return render_to_response('current_datetime.html', {'current_date': now})

　　如上代码，我是经过代码重构，current_datetime实现了读取数据库的当前时间，但是这种把SQL与业务逻辑完全绑定的开发模式会存为将来维护和升级的噩梦。业务变更导致的业务逻辑调整，进而需要调整到SQL代码，最后就与数据库设计深度绑定，尤其切换数据库时由于各个数据库支持的SQL不完全一致，应用的迁移将花费的代价更大。

　　好在Django提供了自己的对象持久化模型，实现了对象模型到数据库表的映射机制，接下来我们进入Django的对象模型来实现数据库数据的读取。

5.3. 通过模型访问数据库模式

　　Django 紧紧地遵循这种 MVC 模式，可以称得上是一种 MVC 框架。MVC 是一种使用 MVC（Model View Controller 模型-视图-控制器）设计创建 Web 应用程序的模式。

5.3.1. 数据库配置

　　我们来看看 Django 数据库模型层的功能吧。 首先，需要做些初始配置；需要告诉Django使用什么数据库以及如何连接数据库。本例我们使用SQLite数据库文件系统来存储数据。

　　如前面章节提到的 TEMPLATE_DIRS 一样，数据库配置也是在Django的配置文件settings.py里。默认生成的数据库配置如下：

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.', # Add 'postgresql_psycopg2', 'mysql', 'sqlite3' or 'oracle'.
        'NAME': '',                      # Or path to database file if using sqlite3.
        'USER': '',                      # Not used with sqlite3.
        'PASSWORD': '',                  # Not used with sqlite3.
        'HOST': '',                      # Set to empty string for localhost. Not used with sqlite3.
        'PORT': '',                      # Set to empty string for default. Not used with sqlite3.
    }
}

　　修改配置文件如下：

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends. sqlite3', # Add 'postgresql_psycopg2', 'mysql', 'sqlite3' or 'oracle'.
        'NAME': ' C:\My Files\Python Projects\mysite\MyDB.db',  # Or path to database file if using sqlite3.
        'USER': '',                      # Not used with sqlite3.
        'PASSWORD': '',                  # Not used with sqlite3.
        'HOST': '',                      # Set to empty string for localhost. Not used with sqlite3.
        'PORT': '',                      # Set to empty string for default. Not used with sqlite3.
    }
}

　　完成设置并保存之后我们测试一下配置。 同样，在“mysite”项目目录下执行前面提到的“python manage.py shell”环境来进行测试。

输入下面的命令来测试数据库配置是否正确：

>>> from django.db import connection
>>> cursor = connection.cursor()

　　如果没有显示什么错误信息，那么数据库配置是正确的。

5.4. 第一个应用程序

　　数据库连接正常工作后，让我们来创建一个 Django app，一个包含模型，视图和Django代码，并且形式为独立Python包的完整Django应用。

在这里先解释说明一些术语，初学者可能会混淆它们。在第二章我们已经创建了一个project，那么 project 和 app 之间不同之处是什么呢？它们的区别就是一个是配置另一个是业务代码。

一个project包含很多个Django app。project的作用是提供这些应用统一配置文件，比如前面定义数据库连接信息， 需要装载的app列表，TEMPLATE_DIRS等。

一个app是一套业务功能的集合，通常包括模型和视图，按Python的包结构的方式存在。app的一个关键点是它们是很容易移植到其他project和被多个project复用。

Django系统对app有一个约定： 要使用Django的数据库层（模型），必须创建一个Django app，模型存放在apps中。在 “mysite” 项目文件下输入下面的命令来创建“inventory”的app，本例将以简单出入库业务来说明Django的模型。

>>> python manage.py startapp inventory

　　增加子目录及子目录inventory 包含文件如下图：

inventory /
    __init__.py
    models.py
    tests.py
    views.py

5.4.1. 第一个模型

　　在本章和后续章节里，我们将实现一个基本的库存管理（库存/出入库）的数据库结构上，这也是一个作者遇到过的比较典型关于业务及业务事务的例子。

库存管理涉及的基本概念、字段和关系：

　　　　物料：物料编号、物料名称、备注。

　　　　物料库存：物料编号、物料名称、库存数量。

　　　　入库单：入库单编号、入库时间、操作人，物料编码、物料名称、入库数量。

　　注意：本模型为便于阐述简化设计入库单为单一物料入库单，后面的章节我们会逐步扩展这一模型以符合实际的需要。

　　物料与物料库存是一个one-to-one关系， 对于入库单模型来说其与物料的关系是many-to-many关系。

　　接下来我们用Python代码来描述它们。 打开由创建的inventory \models.py 并输入下面的内容：

from django.db import models

# Create your models here.

class Item(models.Model):
    ItemId = models.AutoField(primary_key=True)
    ItemCode = models.CharField(max_length=50)
    ItemName = models.CharField(max_length=50)
    Remark = models.CharField(max_length=200)
       

class Inventory (models.Model):
    InventoryId = models.AutoField(primary_key=True)
    Item = models.ForeignKey(Item, null=False)
    Amount = models.IntegerField(null=True)


class InStockBill(models.Model):
    InStockBillId = models.AutoField(primary_key=True)
    InStockBillCode = models.CharField(max_length=40)
    InStockDate = models.DateTimeField(null=True)
    Operator = models.CharField(max_length=40)
    Item = models.ForeignKey(Item, null=False)
    Amount = models.IntegerField(null=True)

5.4.2. 装载模型

　　完成上面的模型代码后，现在让我们通过Django在数据库中创建这些表。第一步是在 Django 项目中装载这些模型。 将 inventory app 添加到配置文件的装载应用列表中即可。

　　编辑 settings.py 文件， 找到 INSTALLED_APPS 设置。 INSTALLED_APPS 告诉 Django 项目需要装载哪些 app模型。 缺省生成代码在后面添加“inventory”到“INSTALLED_APPS”的末尾，注意：只配置应用名称，没有项目名称，代码如下：

INSTALLED_APPS = (
    #'django.contrib.auth',
    #'django.contrib.contenttypes',
    #'django.contrib.sessions',
    #'django.contrib.sites',
    #'django.contrib.messages',
    #'django.contrib.staticfiles',
    # Uncomment the next line to enable the admin:
    # 'django.contrib.admin',
    # Uncomment the next line to enable admin documentation:
    # 'django.contrib.admindocs',
    'inventory',
)

　　现在我们可以创建数据库表了。 首先，用下面的命令验证模型的有效性：

python manage.py validate

validate 命令检查你的模型的语法和逻辑是否正确。 如果一切正常，你会看到 0 errors found 消息。如果出错，根据错误信息来帮助你修正你的模型。

python manage.py sqlall inventory

　　执行之后，输出如下：

BEGIN;
CREATE TABLE "inventory_item" (
    "ItemId" integer NOT NULL PRIMARY KEY,
    "ItemCode" varchar(50) NOT NULL,
    "ItemName" varchar(50) NOT NULL
);
CREATE TABLE "inventory_inventory" (
    "InventoryId" integer NOT NULL PRIMARY KEY,
    "Item_id" integer NOT NULL REFERENCES "inventory_item" ("ItemId"),
    "Amount" integer
);
CREATE TABLE "inventory_instockbill" (
    "InStockBillId" integer NOT NULL PRIMARY KEY,
    "InStockBillCode" varchar(40) NOT NULL,
    "InStockDate" datetime,
    "Operator" varchar(40) NOT NULL,
    "Item_id" integer NOT NULL REFERENCES "inventory_item" ("ItemId"),
    "Amount" integer
);
CREATE INDEX "inventory_inventory_70e6447b" ON "inventory_inventory" ("Item_id");
CREATE INDEX "inventory_instockbill_70e6447b" ON "inventory_instockbill" ("Item_id");
COMMIT;

sqlall 命令并没有在数据库中真正创建数据表，只是把SQL语句段打印出来，这样你可以看到Django究竟会做些什么。

Django提供了一种更为简易的提交SQL语句至数据库的方法：“syncdb”命令

python manage.py syncdb

　　syncdb 命令是同步你的模型到数据库的一个简单方法。 它会根据 INSTALLED_APPS 里设置的app来检查数据库， 如果表不存在，它就会创建它。

表创建结果如下图：

5.4.3.数据访问

　　运行 python manage.py shell 并输入下面的内容试试看

>>> from inventory.models import Item
>>> itm1 = Item(ItemCode='003',ItemName='螺帽')
>>> itm1.save()

　　我们查看数据库看发生了什么，物料数据被保存到数据库中了，如下图：

　　我们在数据库工具端增加一条记录：000，螺杆如下图:

　　接下来再命令行窗口中录入如下命令：

>>> items =Item.objects.all()
>>> print items[1].ItemName
螺杆
>>>

　　我们通过Item.objects.all()获取了所有的Item列表数据（当前只有两条）。

>>> itm2 = Item.objects.get(ItemId = 2)
>>> print itm2.ItemName
螺杆
>>> itm2.ItemName=u'5mm螺杆'
>>> itm2.save()
>>>

 　　修改对象属性后，保存数据，对象属性会同步到相应的数据行。

5.4.3.1. 保存有外键关联的模型

　　我们创建一个入库单对象，并尝试如何正确的保存该对象到数据库中，命令如下：

>>> from inventory.models import Item
>>> from inventory.models import InStockBill
>>> inStock = InStockBill(InStockBillCode='20141101001',InStockDate='2014-11-01',Operator='张三',Amount=10)
>>> inStock.save()

　　在没有赋值给InStockBill属性Item的情况下我们直接调用保存函数会报错，数据不能正常提交到数据库中。

>>> inStock.Item =  1

　　我们直接给inStock.Item 赋值1（Itemid=1的物料在我们的例子中是前面保存进数据库的“螺母”），也会报错，虽然在数据库里，InStockBill表外键关系存储的是关联表的主键。需要inStock.Item赋值为一个具体的Item模型才能正常的提交数据。Django在这里已经把表映射为对象了。注：本例中入库单保存成功的同时，应该更新库存表数据（入库单将导致该物料库存数量增加）后面我们将在业务事物章节说明。

>>> item1 = Item.objects.get(ItemId=1)
>>> inStock.Item =item1
>>> inStock.save()
>>>

 　　这里我们会看见数据保存到数据库中后，入库时间变成了2014-10-31 16：00：00，这是因为settings.py时区设置为：TIME_ZONE = 'America/Chicago'的缘故，把USE_TZ = True修改为即可USE_TZ = False：

# If you set this to False, Django will not use timezone-aware datetimes.
USE_TZ = False

5.4.4. 数据排序

　　在你的 Django 应用中，你或许希望根据某字段的值对检索结果排序，比如说，按字母顺序。 那么，使用 order_by() 这个方法就可以搞定了。

>>> itms = Item.objects.all()
>>> print itms[0].ItemCode
003

>>> itms = Item.objects.order_by('ItemCode')
>>> print itms[0].ItemCode

000

　　Django指定模型的缺省排序方式，在模型配置中配置

class Item(models.Model):
    ItemId = models.AutoField(primary_key=True)
    ItemCode = models.CharField(max_length=50)
    ItemName = models.CharField(max_length=50)

    class Meta:
        ordering = ['ItemCode']

5.4.5. 数据删除

>>> itm2 = Item.objects.get(ItemId = 2)
>>> itm2.delete()
>>>

5.5. 小结

本章我们通过一个简单的实例模型例子来说Django模型如何创建、配置和访问数据库等。并通过Python环境演示了模型的装载、访问、查询、保存、排序和删除等操作。

下一章我们将介绍Django是如何实现通过客户端向服务端提交数据——表单。