【进阶】Django ORM入门：基础概念与使用

# 2.1 模型和字段

### 2.1.1 模型的定义和使用

在 Django 中，模型用于表示数据库中的表。要定义一个模型，可以使用 `models.Model` 类。例如，以下代码定义了一个 `User` 模型：

from django.db import models

class User(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=150)
    email = models.EmailField()

模型定义后，可以使用 `objects` 属性来访问模型的查询集。查询集是一个对象集合，可以对其进行过滤、排序和聚合等操作。

### 2.1.2 字段的类型和选项

模型由字段组成，用于表示表中的列。Django 提供了多种字段类型，包括：

* `CharField`: 字符串字段，长度可指定
* `EmailField`: 电子邮件字段，自动验证格式
* `IntegerField`: 整数字段
* `BooleanField`: 布尔字段，表示真或假
* `ForeignKey`: 外键字段，表示与另一个模型的关联

每个字段都可以指定选项，例如 `max_length`、`null` 和 `blank`，以控制字段的行为。

# 2. Django ORM基础概念

### 2.1 模型和字段

#### 2.1.1 模型的定义和使用

模型是Django ORM用来描述数据库中实体的类。它定义了实体的属性和行为。要创建一个模型，可以使用以下语法：

from django.db import models

class ModelName(models.Model):
    # 模型字段定义

例如，创建一个表示用户的模型：

from django.db import models

class User(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=150, unique=True)
    email = models.EmailField(unique=True)
    password = models.CharField(max_length=128)

#### 2.1.2 字段的类型和选项

Django ORM提供了多种字段类型，用于定义模型的属性。常见的字段类型包括：

| 字段类型 | 描述 |
|---|---|
| CharField | 字符串字段 |
| EmailField | 电子邮件字段 |
| IntegerField | 整数字段 |
| FloatField | 浮点数字段 |
| BooleanField | 布尔字段 |
| DateField | 日期字段 |
| TimeField | 时间字段 |
| DateTimeField | 日期和时间字段 |

每个字段类型都有自己的选项，用于控制字段的行为。例如，`CharField`字段可以指定最大长度，`IntegerField`字段可以指定最小和最大值。

### 2.2 查询集

#### 2.2.1 查询集的创建和使用

查询集是Django ORM用来查询和操作数据库中数据的对象。要创建一个查询集，可以使用以下语法：

from django.db.models import QuerySet

queryset = ModelName.objects.all()

查询集是一个类似列表的对象，包含了模型的所有实例。可以使用查询集的方法对数据进行过滤、排序和聚合等操作。

#### 2.2.2 过滤和排序查询集

可以使用`filter()`和`order_by()`方法对查询集进行过滤和排序。例如，过滤出所有用户名为`admin`的用户：

queryset = User.objects.filter(username='admin')

排序查询集中的结果，可以使用`order_by()`方法。例如，按用户名升序排序：

queryset = User.objects.order_by('username')

### 2.3 关联

#### 2.3.1 一对一、一对多和多对多的关联

Django ORM支持多种关联类型，用于表示模型之间的关系。常见的关联类型包括：

| 关联类型 | 描述 |
|---|---|
| 一对一 | 一个模型实例与另一个模型实例最多关联一次 |
| 一对多 | 一个模型实例与多个模型实例关联 |
| 多对多 | 多个模型实例与多个模型实例关联 |

#### 2.3.2 关联的查询和操作

可以使用`ForeignKey`、`ManyToManyField`等字段类型来定义关联。例如，定义一个用户与组的一对多关联：

from django.db import models

class Group(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=150)

class User(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=150, unique=True)
    email = models.EmailField(unique=True)
    password = models.CharField(max_length=128)
    group = models.ForeignKey(Group, on_delete=models.CASCADE)

可以使用`_set`属性访问关联的模型实例。例如，获取所有属于特定组的用户：

group = Group.objects.get(name='admin')
users = group.user_set.all()

# 3.1 聚合函数

聚合函数用于对查询集中的数据进行聚合操作，如求和、求平均值、求最大值等。Django ORM 提供了丰富的聚合函数，可以满足各种数据分析需求。

#### 3.1.1 常用的聚合函数和用法

| 聚合函数 | 描述 | 用法 |
|---|---|---|
| `aggregate()` | 执行多个聚合操作，返回一个字典 | `Model.objects.aggregate(Sum('field1'), Avg('field2'))` |
| `annotate()` | 为查询集添加聚合结果作为新的字段 | `Model.objects.annotate(total_sum=Sum('field1'))` |
| `Sum()` | 求和 | `Model.objects.aggregate(total_sum=Sum('field1'))` |
| `Avg()` | 求平均值 | `Model.objects.aggregate(avg_value=Avg('field1'))` |
| `Max()` | 求最大值 | `Model.