数据库-第五节：外键和表关系

2022-09-24 10:12:36

外键和表关系

外键：

在MySQL中，表有两种引擎，一种是InnoDB，另外一种是myisam。如果使用的是InnoDB引擎，是支持外键约束的。外键的存在使得ORM框架在处理表关系的时候异常的强大。因此这里我们首先来介绍下外键在Django中的使用。

类定义为class ForeignKey(to,on_delete,**options)。第一个参数是引用的是哪个模型，第二个参数是在使用外键引用的模型数据被删除了，这个字段该如何处理，比如有CASCADE、SET_NULL等。这里以一个实际案例来说明。比如有一个User和一个Article两个模型。一个User可以发表多篇文章，一个Article只能有一个Author，并且通过外键进行引用。那么相关的示例代码如下：

class User(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=20)
    password = models.CharField(max_length=100)


class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()

    author = models.ForeignKey("User",on_delete=models.CASCADE)

以上使用ForeignKey来定义模型之间的关系。即在article的实例中可以通过author属性来操作对应的User模型。这样使用起来非常的方便。示例代码如下：

article = Article(title=‘abc‘,content=‘123‘)
author = User(username=‘张三‘,password=‘111111‘)
article.author = author
article.save()

# 修改article.author上的值
article.author.username = ‘李四‘
article.save()

为什么使用了ForeignKey后，就能通过author访问到对应的user对象呢。因此在底层，Django为Article表添加了一个属性名_id的字段（比如author的字段名称是author_id），这个字段是一个外键，记录着对应的作者的主键。以后通过article.author访问的时候，实际上是先通过author_id找到对应的数据，然后再提取User表中的这条数据，形成一个模型。

如果想要引用另外一个app的模型，那么应该在传递to参数的时候，使用app.model_name进行指定。以上例为例，如果User和Article不是在同一个app中，那么在引用的时候的示例代码如下：

# User模型在user这个app中
class User(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=20)
    password = models.CharField(max_length=100)

# Article模型在article这个app中
class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()

    author = models.ForeignKey("user.User",on_delete=models.CASCADE)

如果模型的外键引用的是本身自己这个模型，那么to参数可以为‘self‘，或者是这个模型的名字。在论坛开发中，一般评论都可以进行二级评论，即可以针对另外一个评论进行评论，那么在定义模型的时候就需要使用外键来引用自身。示例代码如下：

class Comment(models.Model):
    content = models.TextField()
    origin_comment = models.ForeignKey(‘self‘,on_delete=models.CASCADE,null=True)
    # 或者
    # origin_comment = models.ForeignKey(‘Comment‘,on_delete=models.CASCADE,null=True)

外键删除操作：

如果一个模型使用了外键。那么在对方那个模型被删掉后，该进行什么样的操作。可以通过on_delete来指定。可以指定的类型如下：

CASCADE：级联操作。如果外键对应的那条数据被删除了，那么这条数据也会被删除。
PROTECT：受保护。即只要这条数据引用了外键的那条数据，那么就不能删除外键的那条数据。
SET_NULL：设置为空。如果外键的那条数据被删除了，那么在本条数据上就将这个字段设置为空。如果设置这个选项，前提是要指定这个字段可以为空。
SET_DEFAULT：设置默认值。如果外键的那条数据被删除了，那么本条数据上就将这个字段设置为默认值。如果设置这个选项，前提是要指定这个字段一个默认值。
SET()：如果外键的那条数据被删除了。那么将会获取SET函数中的值来作为这个外键的值。SET函数可以接收一个可以调用的对象（比如函数或者方法），如果是可以调用的对象，那么会将这个对象调用后的结果作为值返回回去。
DO_NOTHING：不采取任何行为。一切全看数据库级别的约束。

以上这些选项只是Django级别的，数据级别依旧是RESTRICT！

表关系：

表之间的关系都是通过外键来进行关联的。而表之间的关系，无非就是三种关系：一对一、一对多（多对一）、多对多等。以下将讨论一下三种关系的应用场景及其实现方式。

一对多：

应用场景：比如文章和作者之间的关系。一个文章只能由一个作者编写，但是一个作者可以写多篇文章。文章和作者之间的关系就是典型的多对一的关系。

实现方式：一对多或者多对一，都是通过ForeignKey来实现的。还是以文章和作者的案例进行讲解。

 class User(models.Model):
     username = models.CharField(max_length=20)
     password = models.CharField(max_length=100)

 class Article(models.Model):
     title = models.CharField(max_length=100)
     content = models.TextField()
     author = models.ForeignKey("User",on_delete=models.CASCADE)

那么以后在给Article对象指定author，就可以使用以下代码来完成：

article = Article(title=‘abc‘,content=‘123‘)
author = User(username=‘zhiliao‘,password=‘111111‘)
# 要先保存到数据库中
author.save()
article.author = author
article.save()

并且以后如果想要获取某个用户下所有的文章，可以通过article_set来实现。示例代码如下：

user = User.objects.first()
# 获取第一个用户写的所有文章
articles = user.article_set.all()
for article in articles:
    print(article)

一对一：

应用场景：比如一个用户表和一个用户信息表。在实际网站中，可能需要保存用户的许多信息，但是有些信息是不经常用的。如果把所有信息都存放到一张表中可能会影响查询效率，因此可以把用户的一些不常用的信息存放到另外一张表中我们叫做UserExtension。但是用户表User和用户信息表UserExtension就是典型的一对一了。
实现方式：Django为一对一提供了一个专门的Field叫做OneToOneField来实现一对一操作。示例代码如下：
```
 class User(models.Model):
     username = models.CharField(max_length=20)
     password = models.CharField(max_length=100)

 class UserExtension(models.Model):  
     birthday = models.DateTimeField(null=True)  
     school = models.CharField(blank=True,max_length=50)  
     user = models.OneToOneField("User", on_delete=models.CASCADE)
```
在UserExtension模型上增加了一个一对一的关系映射。其实底层是在UserExtension这个表上增加了一个user_id，来和user表进行关联，并且这个外键数据在表中必须是唯一的，来保证一对一。

多对多：

应用场景：比如文章和标签的关系。一篇文章可以有多个标签，一个标签可以被多个文章所引用。因此标签和文章的关系是典型的多对多的关系。
实现方式：Django为这种多对多的实现提供了专门的Field。叫做ManyToManyField。还是拿文章和标签为例进行讲解。示例代码如下：
```
 class Article(models.Model):
     title = models.CharField(max_length=100)
     content = models.TextField()
     tags = models.ManyToManyField("Tag",related_name="articles")

 class Tag(models.Model):
     name = models.CharField(max_length=50)
```
在数据库层面，实际上Django是为这种多对多的关系建立了一个中间表。这个中间表分别定义了两个外键，引用到article和tag两张表的主键。

related_name和related_query_name：

related_name：

还是以User和Article为例来进行说明。如果一个article想要访问对应的作者，那么可以通过author来进行访问。但是如果有一个user对象，想要通过这个user对象获取所有的文章，该如何做呢？这时候可以通过user.article_set来访问，这个名字的规律是模型名字小写_set。示例代码如下：

user = User.objects.get(name=‘张三‘)
user.article_set.all()

如果不想使用模型名字小写_set的方式，想要使用其他的名字，那么可以在定义模型的时候指定related_name。示例代码如下：

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()
    # 传递related_name参数，以后在方向引用的时候使用articles进行访问
    author = models.ForeignKey("User",on_delete=models.SET_NULL,null=True,related_name=‘articles‘)

以后在方向引用的时候。使用articles可以访问到这个作者的文章模型。示例代码如下：

user = User.objects.get(name=‘张三‘)
user.articles.all()

如果不想使用反向引用，那么可以指定related_name=‘+‘。示例代码如下：

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()
    # 传递related_name参数，以后在方向引用的时候使用articles进行访问
    author = models.ForeignKey("User",on_delete=models.SET_NULL,null=True,related_name=‘+‘)

以后将不能通过user.article_set来访问文章模型了。

related_query_name：

在查找数据的时候，可以使用filter进行过滤。使用filter过滤的时候，不仅仅可以指定本模型上的某个属性要满足什么条件，还可以指定相关联的模型满足什么属性。比如现在想要获取写过标题为abc的所有用户，那么可以这样写：

users = User.objects.filter(article__title=‘abc‘)

如果你设置了related_name为articles，因为反转的过滤器的名字将使用related_name的名字，那么上例代码将改成如下：

users = User.objects.filter(articles__title=‘abc‘)

可以通过related_query_name将查询的反转名字修改成其他的名字。比如article。示例代码如下：

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()
    # 传递related_name参数，以后在方向引用的时候使用articles进行访问
    author = models.ForeignKey("User",on_delete=models.SET_NULL,null=True,related_name=‘articles‘,related_query_name=‘article‘)

那么在做反向过滤查找的时候就可以使用以下代码：

users = User.objects.filter(article__title=‘abc‘)