第七節：查詢操作 · Python Djiango文檔

# 第七節：查詢操作 # 查詢操作查找是數據庫操作中一個非常重要的技術。查詢一般就是使用`filter`、`exclude`以及`get`三個方法來實現。我們可以在調用這些方法的時候傳遞不同的參數來實現查詢需求。在`ORM`層面，這些查詢條件都是使用`field`+`__`+`condition`的方式來使用的。以下將那些常用的查詢條件來一一解釋。 ## 查詢條件 ### exact：使用精確的`=`進行查找。如果提供的是一個`None`，那么在`SQL`層面就是被解釋為`NULL`。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` article = Article.objects.get(id__exact=14) article = Article.objects.get(id__exact=None) ``` ``` 以上的兩個查找在翻譯為`SQL`語句為如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... from article where id=14; select ... from article where id IS NULL; ``` ``` ### iexact：使用`like`進行查找。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` article = Article.objects.filter(title__iexact='hello world') ``` ``` 那么以上的查詢就等價于以下的`SQL`語句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... from article where title like 'hello world'; ``` ``` 注意上面這個`sql`語句，因為在`MySQL`中，沒有一個叫做`ilike`的。所以`exact`和`iexact`的區別實際上就是`LIKE`和`=`的區別，在大部分`collation=utf8_general_ci`情況下都是一樣的（`collation`是用來對字符串比較的）。 ### contains：大小寫敏感，判斷某個字段是否包含了某個數據。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__contains='hello') ``` ``` 在翻譯成`SQL`語句為如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title like binary '%hello%'; ``` ``` 要注意的是，在使用`contains`的時候，翻譯成的`sql`語句左右兩邊是有百分號的，意味著使用的是模糊查詢。而`exact`翻譯成`sql`語句左右兩邊是沒有百分號的，意味著使用的是精確的查詢。 ### icontains：大小寫不敏感的匹配查詢。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__icontains='hello') ``` ``` 在翻譯成`SQL`語句為如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title like '%hello%'; ``` ``` ### in：提取那些給定的`field`的值是否在給定的容器中。容器可以為`list`、`tuple`或者任何一個可以迭代的對象，包括`QuerySet`對象。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(id__in=[1,2,3]) ``` ``` 以上代碼在翻譯成`SQL`語句為如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where id in (1,3,4) ``` ``` 當然也可以傳遞一個`QuerySet`對象進去。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` inner_qs = Article.objects.filter(title__contains='hello') categories = Category.objects.filter(article__in=inner_qs) ``` ``` 以上代碼的意思是獲取那些文章標題包含`hello`的所有分類。將翻譯成以下`SQL`語句，示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ...from category where article.id in (select id from article where title like '%hello%'); ``` ``` ### gt：某個`field`的值要大于給定的值。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(id__gt=4) ``` ``` 以上代碼的意思是將所有`id`大于4的文章全部都找出來。將翻譯成以下`SQL`語句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where id > 4; ``` ``` ### gte：類似于`gt`，是大于等于。 ### lt：類似于`gt`是小于。 ### lte：類似于`lt`，是小于等于。 ### startswith：判斷某個字段的值是否是以某個值開始的。大小寫敏感。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__startswith='hello') ``` ``` 以上代碼的意思是提取所有標題以`hello`字符串開頭的文章。將翻譯成以下`SQL`語句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title like 'hello%' ``` ``` ### istartswith：類似于`startswith`，但是大小寫是不敏感的。 ### endswith：判斷某個字段的值是否以某個值結束。大小寫敏感。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__endswith='world') ``` ``` 以上代碼的意思是提取所有標題以`world`結尾的文章。將翻譯成以下`SQL`語句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title like '%world'; ``` ``` ### iendswith：類似于`endswith`，只不過大小寫不敏感。 ### range：判斷某個`field`的值是否在給定的區間中。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.utils.timezone import make_aware from datetime import datetime start_date = make_aware(datetime(year=2018,month=1,day=1)) end_date = make_aware(datetime(year=2018,month=3,day=29,hour=16)) articles = Article.objects.filter(pub_date__range=(start_date,end_date)) ``` ``` 以上代碼的意思是提取所有發布時間在`2018/1/1`到`2018/12/12`之間的文章。將翻譯成以下的`SQL`語句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... from article where pub_time between '2018-01-01' and '2018-12-12'。 ``` ``` 需要注意的是，以上提取數據，不會包含最后一個值。也就是不會包含`2018/12/12`的文章。而且另外一個重點，因為我們在`settings.py`中指定了`USE_TZ=True`，并且設置了`TIME_ZONE='Asia/Shanghai'`，因此我們在提取數據的時候要使用`django.utils.timezone.make_aware`先將`datetime.datetime`從`navie`時間轉換為`aware`時間。`make_aware`會將指定的時間轉換為`TIME_ZONE`中指定的時區的時間。 ### date：針對某些`date`或者`datetime`類型的字段。可以指定`date`的范圍。并且這個時間過濾，還可以使用鏈式調用。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(pub_date__date=date(2018,3,29)) ``` ``` 以上代碼的意思是查找時間為`2018/3/29`這一天發表的所有文章。將翻譯成以下的`sql`語句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... WHERE DATE(CONVERT_TZ(`front_article`.`pub_date`, 'UTC', 'Asia/Shanghai')) = 2018-03-29 ``` ``` 注意，因為默認情況下`MySQL`的表中是沒有存儲時區相關的信息的。因此我們需要下載一些時區表的文件，然后添加到`Mysql`的配置路徑中。如果你用的是`windows`操作系統。那么在`http://dev.mysql.com/downloads/timezones.html`下載`timezone_2018d_posix.zip - POSIX standard`。然后將下載下來的所有文件拷貝到`C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 5.7\Data\mysql`中，如果提示文件名重復，那么選擇覆蓋即可。如果用的是`linux`或者`mac`系統，那么在命令行中執行以下命令：`mysql_tzinfo_to_sql /usr/share/zoneinfo | mysql -D mysql -u root -p`，然后輸入密碼，從系統中加載時區文件更新到`mysql`中。 ### year：根據年份進行查找。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(pub_date__year=2018) articles = Article.objects.filter(pub_date__year__gte=2017) ``` ``` 以上的代碼在翻譯成`SQL`語句為如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where pub_date between '2018-01-01' and '2018-12-31'; select ... where pub_date >= '2017-01-01'; ``` ``` ### month：同`year`，根據月份進行查找。 ### day：同`year`，根據日期進行查找。 ## week\_day： `Django 1.11`新增的查找方式。同`year`，根據星期幾進行查找。1表示星期天，7表示星期六，`2-6`代表的是星期一到星期五。 ### time：根據時間進行查找。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(pub_date__time=datetime.time(12,12,12)); ``` ``` 以上的代碼是獲取每一天中12點12分12秒發表的所有文章。更多的關于時間的過濾，請參考`Django`官方文檔：`https://docs.djangoproject.com/en/2.0/ref/models/querysets/#range`。 ### isnull：根據值是否為空進行查找。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(pub_date__isnull=False) ``` ``` 以上的代碼的意思是獲取所有發布日期不為空的文章。將來翻譯成`SQL`語句如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where pub_date is not null; ``` ``` ### regex和iregex：大小寫敏感和大小寫不敏感的正則表達式。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__regex=r'^hello') ``` ``` 以上代碼的意思是提取所有標題以`hello`字符串開頭的文章。將翻譯成以下的`SQL`語句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title regexp binary '^hello'; ``` ``` `iregex`是大小寫不敏感的。 ### 根據關聯的表進行查詢：假如現在有兩個`ORM`模型，一個是`Article`，一個是`Category`。代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` class Category(models.Model): """文章分類表""" name = models.CharField(max_length=100) class Article(models.Model): """文章表""" title = models.CharField(max_length=100,null=True) category = models.ForeignKey("Category",on_delete=models.CASCADE) ``` ``` 比如想要獲取文章標題中包含"hello"的所有的分類。那么可以通過以下代碼來實現： ``` <pre class="calibre12">``` categories = Category.object.filter(article__title__contains("hello")) ``` ``` - - - - - - ## 聚合函數：如果你用原生`SQL`，則可以使用聚合函數來提取數據。比如提取某個商品銷售的數量，那么可以使用`Count`，如果想要知道商品銷售的平均價格，那么可以使用`Avg`。聚合函數是通過`aggregate`方法來實現的。在講解這些聚合函數的用法的時候，都是基于以下的模型對象來實現的。 ``` <pre class="calibre12">``` from django.db import models class Author(models.Model): """作者模型""" name = models.CharField(max_length=100) age = models.IntegerField() email = models.EmailField() class Meta: db_table = 'author' class Publisher(models.Model): """出版社模型""" name = models.CharField(max_length=300) class Meta: db_table = 'publisher' class Book(models.Model): """圖書模型""" name = models.CharField(max_length=300) pages = models.IntegerField() price = models.FloatField() rating = models.FloatField() author = models.ForeignKey(Author,on_delete=models.CASCADE) publisher = models.ForeignKey(Publisher, on_delete=models.CASCADE) class Meta: db_table = 'book' class BookOrder(models.Model): """圖書訂單模型""" book = models.ForeignKey("Book",on_delete=models.CASCADE) price = models.FloatField() class Meta: db_table = 'book_order' ``` ``` 1. `Avg`：求平均值。比如想要獲取所有圖書的價格平均值。那么可以使用以下代碼實現。 ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Avg result = Book.objects.aggregate(Avg('price')) print(result) ``` ``` 以上的打印結果是： ``` <pre class="calibre12">``` {"price__avg":23.0} ``` ``` 其中`price__avg`的結構是根據`field__avg`規則構成的。如果想要修改默認的名字，那么可以將`Avg`賦值給一個關鍵字參數。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Avg result = Book.objects.aggregate(my_avg=Avg('price')) print(result) ``` ``` 那么以上的結果打印為： ``` <pre class="calibre12">``` {"my_avg":23} ``` ``` 2. `Count`：獲取指定的對象的個數。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Count result = Book.objects.aggregate(book_num=Count('id')) ``` ``` 以上的`result`將返回`Book`表中總共有多少本圖書。 `Count`類中，還有另外一個參數叫做`distinct`，默認是等于`False`，如果是等于`True`，那么將去掉那些重復的值。比如要獲取作者表中所有的不重復的郵箱總共有多少個，那么可以通過以下代碼來實現： ``` <pre class="calibre12">``` from djang.db.models import Count result = Author.objects.aggregate(count=Count('email',distinct=True)) ``` ``` 3. `Max`和`Min`：獲取指定對象的最大值和最小值。比如想要獲取`Author`表中，最大的年齡和最小的年齡分別是多少。那么可以通過以下代碼來實現： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Max,Min result = Author.objects.aggregate(Max('age'),Min('age')) ``` ``` 如果最大的年齡是88,最小的年齡是18。那么以上的result將為： ``` <pre class="calibre12">``` {"age__max":88,"age__min":18} ``` ``` 4. `Sum`：求指定對象的總和。比如要求圖書的銷售總額。那么可以使用以下代碼實現： ``` <pre class="calibre12">``` from djang.db.models import Sum result = Book.objects.annotate(total=Sum("bookstore__price")).values("name","total") ``` ``` 以上的代碼`annotate`的意思是給`Book`表在查詢的時候添加一個字段叫做`total`，這個字段的數據來源是從`BookStore`模型的`price`的總和而來。`values`方法是只提取`name`和`total`兩個字段的值。更多的聚合函數請參考官方文檔：<https://docs.djangoproject.com/en/2.0/ref/models/querysets/#aggregation-functions> ## aggregate和annotate的區別： 1. `aggregate`：返回使用聚合函數后的字段和值。 2. `annotate`：在原來模型字段的基礎之上添加一個使用了聚合函數的字段，并且在使用聚合函數的時候，會使用當前這個模型的主鍵進行分組（group by）。比如以上`Sum`的例子，如果使用的是`annotate`，那么將在每條圖書的數據上都添加一個字段叫做`total`，計算這本書的銷售總額。而如果使用的是`aggregate`，那么將求所有圖書的銷售總額。 ## F表達式和Q表達式： ### F表達式： `F表達式`是用來優化`ORM`操作數據庫的。比如我們要將公司所有員工的薪水都增加1000元，如果按照正常的流程，應該是先從數據庫中提取所有的員工工資到Python內存中，然后使用Python代碼在員工工資的基礎之上增加1000元，最后再保存到數據庫中。這里面涉及的流程就是，首先從數據庫中提取數據到Python內存中，然后在Python內存中做完運算，之后再保存到數據庫中。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` employees = Employee.objects.all() for employee in employees: employee.salary += 1000 employee.save() ``` ``` 而我們的`F表達式`就可以優化這個流程，他可以不需要先把數據從數據庫中提取出來，計算完成后再保存回去，他可以直接執行`SQL語句`，就將員工的工資增加1000元。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` from djang.db.models import F Employee.object.update(salary=F("salary")+1000) ``` ``` `F表達式`并不會馬上從數據庫中獲取數據，而是在生成`SQL`語句的時候，動態的獲取傳給`F表達式`的值。比如如果想要獲取作者中，`name`和`email`相同的作者數據。如果不使用`F表達式`，那么需要使用以下代碼來完成： ``` <pre class="calibre12">``` authors = Author.objects.all() for author in authors: if author.name == author.email: print(author) ``` ``` 如果使用`F表達式`，那么一行代碼就可以搞定。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import F authors = Author.objects.filter(name=F("email")) ``` ``` ### Q表達式：如果想要實現所有價格高于100元，并且評分達到9.0以上評分的圖書。那么可以通過以下代碼來實現： ``` <pre class="calibre12">``` books = Book.objects.filter(price__gte=100,rating__gte=9) ``` ``` 以上這個案例是一個并集查詢，可以簡單的通過傳遞多個條件進去來實現。但是如果想要實現一些復雜的查詢語句，比如要查詢所有價格低于10元，或者是評分低于9分的圖書。那就沒有辦法通過傳遞多個條件進去實現了。這時候就需要使用`Q表達式`來實現了。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Q books = Book.objects.filter(Q(price__lte=10) | Q(rating__lte=9)) ``` ``` 以上是進行或運算，當然還可以進行其他的運算，比如有`&`和`~（非）`等。一些用`Q`表達式的例子如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Q # 獲取id等于3的圖書 books = Book.objects.filter(Q(id=3)) # 獲取id等于3，或者名字中包含文字"記"的圖書 books = Book.objects.filter(Q(id=3)|Q(name__contains("記"))) # 獲取價格大于100，并且書名中包含"記"的圖書 books = Book.objects.filter(Q(price__gte=100)&Q(name__contains("記"))) # 獲取書名包含“記”，但是id不等于3的圖書 books = Book.objects.filter(Q(name__contains='記') & ~Q(id=3)) ``` ```