【基础】Django模型与数据库操作：高效的数据管理

# 1. Django模型简介**

Django模型是Django框架中用来定义数据库表的抽象类。它提供了对数据库表的封装，使得开发者可以方便地操作数据库，而无需直接编写SQL语句。Django模型具有以下特点：

- **对象化：**Django模型将数据库表中的记录映射为Python对象，使得开发者可以像操作对象一样操作数据库记录。
- **字段定义：**Django模型定义了数据库表中的字段类型和约束条件，确保数据的一致性和完整性。
- **查询操作：**Django模型提供了丰富的查询API，使得开发者可以方便地查询和过滤数据库记录。

# 2. Django模型的创建与管理

### 2.1 模型定义与字段类型

Django模型定义了数据库中表的数据结构和行为。它使用Python类来表示表，类中的属性对应于表中的字段。每个字段都有一个字段类型，指定了字段可以存储的数据类型。

Django提供了多种字段类型，包括：

| 字段类型 | 描述 |
|---|---|
| CharField | 固定长度的字符串 |
| TextField | 可变长度的字符串 |
| IntegerField | 整数 |
| FloatField | 浮点数 |
| DecimalField | 定点小数 |
| DateField | 日期 |
| DateTimeField | 日期和时间 |
| BooleanField | 布尔值 |
| ForeignKey | 外键，指向另一个模型 |
| ManyToManyField | 多对多关系，指向另一个模型 |

### 2.2 模型的创建和修改

要创建模型，需要创建一个Python类，继承自`models.Model`类。类名将成为表名，类中的属性将成为字段。例如：

from django.db import models

class Person(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)
    age = models.IntegerField()
    email = models.EmailField()

创建模型后，需要使用`migrate`命令将其应用到数据库中：

python manage.py migrate

要修改模型，只需修改Python类并再次运行`migrate`命令。Django将自动检测更改并更新数据库表。

### 2.3 模型的查询和过滤

Django提供了强大的查询API，用于从数据库中检索数据。可以使用`objects`属性访问模型的查询集，并使用各种过滤和排序方法来细化查询。

例如，要获取所有年龄大于18岁的`Person`对象：

from django.db.models import F

persons = Person.objects.filter(age__gt=18)

要对结果进行排序，可以使用`order_by()`方法：

persons = Person.objects.filter(age__gt=18).order_by('name')

Django还支持更高级的查询，例如：

- **聚合查询：**使用`aggregate()`方法对查询结果进行聚合，例如求和、求平均值等。
- **子查询：**使用`Q`对象创建子查询，将查询结果作为另一个查询的条件。
- **生查询：**使用`raw()`方法执行原始SQL查询。

# 3. Django数据库操作**

**3.1 数据库连接与配置**

Django使用Django ORM（对象关系映射器）来管理数据库连接和操作。在Django项目中，数据库连接和配置通常在`settings.py`文件中进行。

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
        'NAME': 'mydatabase',
        'USER': 'myuser',
        'PASSWORD': 'mypassword',
        'HOST': 'localhost',
        'PORT': '5432',
    }
}

上面代码中，`default`是数据库别名，可以根据需要创建多个数据库别名。`ENGINE`指定使用的数据库后端，`NAME`是数据库名称，`USER`和`PASSWORD`是数据库用户名和密码，`HOST`和`PORT`是数据库主机和端口。

**3.2 数据的增删改查操作**

Django ORM提供了方便的方法来执行数据库的增删改查（CRUD）操作。

**创建（Create）**

from django.db import models

class Person(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)
    age = models.IntegerField()

person = Person(name='John Doe', age=30)
person.save()

**读取（Retrieve）**

person = Person.objects.get(pk=1)

**更新（Update）**

person.name = 'Jane Doe'
person.save()

**删除（Delete）**

person.delete()

**3.3 事务处理与并发控制**

Django支持事务处理和并发控制，以确保数据库操作