第七节：查询操作 · Python Djiango文档

# 第七节：查询操作 # 查询操作查找是数据库操作中一个非常重要的技术。查询一般就是使用`filter`、`exclude`以及`get`三个方法来实现。我们可以在调用这些方法的时候传递不同的参数来实现查询需求。在`ORM`层面，这些查询条件都是使用`field`+`__`+`condition`的方式来使用的。以下将那些常用的查询条件来一一解释。 ## 查询条件 ### exact：使用精确的`=`进行查找。如果提供的是一个`None`，那么在`SQL`层面就是被解释为`NULL`。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` article = Article.objects.get(id__exact=14) article = Article.objects.get(id__exact=None) ``` ``` 以上的两个查找在翻译为`SQL`语句为如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... from article where id=14; select ... from article where id IS NULL; ``` ``` ### iexact：使用`like`进行查找。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` article = Article.objects.filter(title__iexact='hello world') ``` ``` 那么以上的查询就等价于以下的`SQL`语句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... from article where title like 'hello world'; ``` ``` 注意上面这个`sql`语句，因为在`MySQL`中，没有一个叫做`ilike`的。所以`exact`和`iexact`的区别实际上就是`LIKE`和`=`的区别，在大部分`collation=utf8_general_ci`情况下都是一样的（`collation`是用来对字符串比较的）。 ### contains：大小写敏感，判断某个字段是否包含了某个数据。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__contains='hello') ``` ``` 在翻译成`SQL`语句为如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title like binary '%hello%'; ``` ``` 要注意的是，在使用`contains`的时候，翻译成的`sql`语句左右两边是有百分号的，意味着使用的是模糊查询。而`exact`翻译成`sql`语句左右两边是没有百分号的，意味着使用的是精确的查询。 ### icontains：大小写不敏感的匹配查询。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__icontains='hello') ``` ``` 在翻译成`SQL`语句为如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title like '%hello%'; ``` ``` ### in：提取那些给定的`field`的值是否在给定的容器中。容器可以为`list`、`tuple`或者任何一个可以迭代的对象，包括`QuerySet`对象。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(id__in=[1,2,3]) ``` ``` 以上代码在翻译成`SQL`语句为如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where id in (1,3,4) ``` ``` 当然也可以传递一个`QuerySet`对象进去。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` inner_qs = Article.objects.filter(title__contains='hello') categories = Category.objects.filter(article__in=inner_qs) ``` ``` 以上代码的意思是获取那些文章标题包含`hello`的所有分类。将翻译成以下`SQL`语句，示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ...from category where article.id in (select id from article where title like '%hello%'); ``` ``` ### gt：某个`field`的值要大于给定的值。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(id__gt=4) ``` ``` 以上代码的意思是将所有`id`大于4的文章全部都找出来。将翻译成以下`SQL`语句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where id > 4; ``` ``` ### gte：类似于`gt`，是大于等于。 ### lt：类似于`gt`是小于。 ### lte：类似于`lt`，是小于等于。 ### startswith：判断某个字段的值是否是以某个值开始的。大小写敏感。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__startswith='hello') ``` ``` 以上代码的意思是提取所有标题以`hello`字符串开头的文章。将翻译成以下`SQL`语句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title like 'hello%' ``` ``` ### istartswith：类似于`startswith`，但是大小写是不敏感的。 ### endswith：判断某个字段的值是否以某个值结束。大小写敏感。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__endswith='world') ``` ``` 以上代码的意思是提取所有标题以`world`结尾的文章。将翻译成以下`SQL`语句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title like '%world'; ``` ``` ### iendswith：类似于`endswith`，只不过大小写不敏感。 ### range：判断某个`field`的值是否在给定的区间中。示例代码如下： ``` <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)) ``` ``` 以上代码的意思是提取所有发布时间在`2018/1/1`到`2018/12/12`之间的文章。将翻译成以下的`SQL`语句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... from article where pub_time between '2018-01-01' and '2018-12-12'。 ``` ``` 需要注意的是，以上提取数据，不会包含最后一个值。也就是不会包含`2018/12/12`的文章。而且另外一个重点，因为我们在`settings.py`中指定了`USE_TZ=True`，并且设置了`TIME_ZONE='Asia/Shanghai'`，因此我们在提取数据的时候要使用`django.utils.timezone.make_aware`先将`datetime.datetime`从`navie`时间转换为`aware`时间。`make_aware`会将指定的时间转换为`TIME_ZONE`中指定的时区的时间。 ### date：针对某些`date`或者`datetime`类型的字段。可以指定`date`的范围。并且这个时间过滤，还可以使用链式调用。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(pub_date__date=date(2018,3,29)) ``` ``` 以上代码的意思是查找时间为`2018/3/29`这一天发表的所有文章。将翻译成以下的`sql`语句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... WHERE DATE(CONVERT_TZ(`front_article`.`pub_date`, 'UTC', 'Asia/Shanghai')) = 2018-03-29 ``` ``` 注意，因为默认情况下`MySQL`的表中是没有存储时区相关的信息的。因此我们需要下载一些时区表的文件，然后添加到`Mysql`的配置路径中。如果你用的是`windows`操作系统。那么在`http://dev.mysql.com/downloads/timezones.html`下载`timezone_2018d_posix.zip - POSIX standard`。然后将下载下来的所有文件拷贝到`C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 5.7\Data\mysql`中，如果提示文件名重复，那么选择覆盖即可。如果用的是`linux`或者`mac`系统，那么在命令行中执行以下命令：`mysql_tzinfo_to_sql /usr/share/zoneinfo | mysql -D mysql -u root -p`，然后输入密码，从系统中加载时区文件更新到`mysql`中。 ### year：根据年份进行查找。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(pub_date__year=2018) articles = Article.objects.filter(pub_date__year__gte=2017) ``` ``` 以上的代码在翻译成`SQL`语句为如下： ``` <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`，根据月份进行查找。 ### day：同`year`，根据日期进行查找。 ## week\_day： `Django 1.11`新增的查找方式。同`year`，根据星期几进行查找。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：根据时间进行查找。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(pub_date__time=datetime.time(12,12,12)); ``` ``` 以上的代码是获取每一天中12点12分12秒发表的所有文章。更多的关于时间的过滤，请参考`Django`官方文档：`https://docs.djangoproject.com/en/2.0/ref/models/querysets/#range`。 ### isnull：根据值是否为空进行查找。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(pub_date__isnull=False) ``` ``` 以上的代码的意思是获取所有发布日期不为空的文章。将来翻译成`SQL`语句如下： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where pub_date is not null; ``` ``` ### regex和iregex：大小写敏感和大小写不敏感的正则表达式。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` articles = Article.objects.filter(title__regex=r'^hello') ``` ``` 以上代码的意思是提取所有标题以`hello`字符串开头的文章。将翻译成以下的`SQL`语句： ``` <pre class="calibre12">``` select ... where title regexp binary '^hello'; ``` ``` `iregex`是大小写不敏感的。 ### 根据关联的表进行查询：假如现在有两个`ORM`模型，一个是`Article`，一个是`Category`。代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` class Category(models.Model): """文章分类表""" 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) ``` ``` 比如想要获取文章标题中包含"hello"的所有的分类。那么可以通过以下代码来实现： ``` <pre class="calibre12">``` categories = Category.object.filter(article__title__contains("hello")) ``` ``` - - - - - - ## 聚合函数：如果你用原生`SQL`，则可以使用聚合函数来提取数据。比如提取某个商品销售的数量，那么可以使用`Count`，如果想要知道商品销售的平均价格，那么可以使用`Avg`。聚合函数是通过`aggregate`方法来实现的。在讲解这些聚合函数的用法的时候，都是基于以下的模型对象来实现的。 ``` <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): """图书模型""" 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): """图书订单模型""" book = models.ForeignKey("Book",on_delete=models.CASCADE) price = models.FloatField() class Meta: db_table = 'book_order' ``` ``` 1. `Avg`：求平均值。比如想要获取所有图书的价格平均值。那么可以使用以下代码实现。 ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Avg result = Book.objects.aggregate(Avg('price')) print(result) ``` ``` 以上的打印结果是： ``` <pre class="calibre12">``` {"price__avg":23.0} ``` ``` 其中`price__avg`的结构是根据`field__avg`规则构成的。如果想要修改默认的名字，那么可以将`Avg`赋值给一个关键字参数。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Avg result = Book.objects.aggregate(my_avg=Avg('price')) print(result) ``` ``` 那么以上的结果打印为： ``` <pre class="calibre12">``` {"my_avg":23} ``` ``` 2. `Count`：获取指定的对象的个数。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Count result = Book.objects.aggregate(book_num=Count('id')) ``` ``` 以上的`result`将返回`Book`表中总共有多少本图书。 `Count`类中，还有另外一个参数叫做`distinct`，默认是等于`False`，如果是等于`True`，那么将去掉那些重复的值。比如要获取作者表中所有的不重复的邮箱总共有多少个，那么可以通过以下代码来实现： ``` <pre class="calibre12">``` from djang.db.models import Count result = Author.objects.aggregate(count=Count('email',distinct=True)) ``` ``` 3. `Max`和`Min`：获取指定对象的最大值和最小值。比如想要获取`Author`表中，最大的年龄和最小的年龄分别是多少。那么可以通过以下代码来实现： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Max,Min result = Author.objects.aggregate(Max('age'),Min('age')) ``` ``` 如果最大的年龄是88,最小的年龄是18。那么以上的result将为： ``` <pre class="calibre12">``` {"age__max":88,"age__min":18} ``` ``` 4. `Sum`：求指定对象的总和。比如要求图书的销售总额。那么可以使用以下代码实现： ``` <pre class="calibre12">``` from djang.db.models import Sum result = Book.objects.annotate(total=Sum("bookstore__price")).values("name","total") ``` ``` 以上的代码`annotate`的意思是给`Book`表在查询的时候添加一个字段叫做`total`，这个字段的数据来源是从`BookStore`模型的`price`的总和而来。`values`方法是只提取`name`和`total`两个字段的值。更多的聚合函数请参考官方文档：<https://docs.djangoproject.com/en/2.0/ref/models/querysets/#aggregation-functions> ## aggregate和annotate的区别： 1. `aggregate`：返回使用聚合函数后的字段和值。 2. `annotate`：在原来模型字段的基础之上添加一个使用了聚合函数的字段，并且在使用聚合函数的时候，会使用当前这个模型的主键进行分组（group by）。比如以上`Sum`的例子，如果使用的是`annotate`，那么将在每条图书的数据上都添加一个字段叫做`total`，计算这本书的销售总额。而如果使用的是`aggregate`，那么将求所有图书的销售总额。 ## F表达式和Q表达式： ### F表达式： `F表达式`是用来优化`ORM`操作数据库的。比如我们要将公司所有员工的薪水都增加1000元，如果按照正常的流程，应该是先从数据库中提取所有的员工工资到Python内存中，然后使用Python代码在员工工资的基础之上增加1000元，最后再保存到数据库中。这里面涉及的流程就是，首先从数据库中提取数据到Python内存中，然后在Python内存中做完运算，之后再保存到数据库中。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` employees = Employee.objects.all() for employee in employees: employee.salary += 1000 employee.save() ``` ``` 而我们的`F表达式`就可以优化这个流程，他可以不需要先把数据从数据库中提取出来，计算完成后再保存回去，他可以直接执行`SQL语句`，就将员工的工资增加1000元。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` from djang.db.models import F Employee.object.update(salary=F("salary")+1000) ``` ``` `F表达式`并不会马上从数据库中获取数据，而是在生成`SQL`语句的时候，动态的获取传给`F表达式`的值。比如如果想要获取作者中，`name`和`email`相同的作者数据。如果不使用`F表达式`，那么需要使用以下代码来完成： ``` <pre class="calibre12">``` authors = Author.objects.all() for author in authors: if author.name == author.email: print(author) ``` ``` 如果使用`F表达式`，那么一行代码就可以搞定。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import F authors = Author.objects.filter(name=F("email")) ``` ``` ### Q表达式：如果想要实现所有价格高于100元，并且评分达到9.0以上评分的图书。那么可以通过以下代码来实现： ``` <pre class="calibre12">``` books = Book.objects.filter(price__gte=100,rating__gte=9) ``` ``` 以上这个案例是一个并集查询，可以简单的通过传递多个条件进去来实现。但是如果想要实现一些复杂的查询语句，比如要查询所有价格低于10元，或者是评分低于9分的图书。那就没有办法通过传递多个条件进去实现了。这时候就需要使用`Q表达式`来实现了。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Q books = Book.objects.filter(Q(price__lte=10) | Q(rating__lte=9)) ``` ``` 以上是进行或运算，当然还可以进行其他的运算，比如有`&`和`~（非）`等。一些用`Q`表达式的例子如下： ``` <pre class="calibre12">``` from django.db.models import Q # 获取id等于3的图书 books = Book.objects.filter(Q(id=3)) # 获取id等于3，或者名字中包含文字"记"的图书 books = Book.objects.filter(Q(id=3)|Q(name__contains("记"))) # 获取价格大于100，并且书名中包含"记"的图书 books = Book.objects.filter(Q(price__gte=100)&Q(name__contains("记"))) # 获取书名包含“记”，但是id不等于3的图书 books = Book.objects.filter(Q(name__contains='记') & ~Q(id=3)) ``` ```