Python从0到100（四十三）：数据库与Django ORM 精讲

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前言： 零基础学Python：Python从0到100最新最全教程。 想做这件事情很久了，这次我更新了自己所写过的所有博客，汇集成了Python从0到100，共一百节课，帮助大家一个月时间里从零基础到学习Python基础语法、Python爬虫、Web开发、计算机视觉、机器学习、神经网络以及人工智能相关知识，成为学习学习和学业的先行者！
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一、后端开发离不开数据库

在Web开发的浩瀚世界中，后端开发是构建系统架构的核心。而数据库，无疑是后端开发中不可或缺的一部分。它像是一个巨大的仓库，存储着系统运行所需的所有数据，比如用户的个人信息、订单详情、文章内容等等。今天，我们就来聊聊后端开发中的数据库操作，以及如何使用Python和Django框架来简化这一过程。
真实的系统就应该返回真实的订单信息。那么服务端从哪里获取真实的订单信息呢？像订单信息这些数据通常就是保存在数据库里面的。后端开发基本都需要操作数据，包括数据的 **存储、查询、修改、删除。**通常，这些都是通过数据库来完成的。目前业界最广泛使用的数据库还是：关系型数据库。
关系型数据库系统，常用的开源数据库有 mysql 和 postgresql。建议大家实际工作中使用的时候，使用上面这两种。
但是上面这些数据库，都需要我们安装数据库服务系统和客户端库，比较麻烦，现在我们先使用另一种更简单的数据库 sqlite。sqlite 没有独立的数据库服务进程，数据操作被做成库直接供应用程序调用。 Django中可以直接使用，无须先搭建数据服务。
后面我们要使用mysql 等其他数据库只需修改一些配置就可以了。
我们可以看到setting文件中，我们就是使用的splite数据库：
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1.创建数据库

项目中数据库的配置在 bysms/settings.py 中，这里：

# Database
# https://docs.djangoproject.com/en/2.0/ref/settings/#databases

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}

大家可以发现，我们使用命令创建的项目，缺省就是使用 sqlite。而且对于的数据库文件，缺省的文件名是 db.sqlite3 ，就在项目的根目录下面：
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虽然，我们已经存在这个文件啦，但是其中并没有写入一些表格之类的数据，所以说我们还需要执行命令，创建其中的数据。
首先我们需要创建数据库，执行如下命令：

python manage.py migrate

就会在项目的根目录下面生成一个配置文件中指定的数据库文件 db.sqlite3。并且会在其中创建一些表。
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2.下载数据库工具sqlite studio

虽然MySQL和PostgreSQL功能强大，但在开发初期，SQLite因其轻量级和无需单独部署数据库服务的特点，成为了快速开发和原型设计的理想选择。Django框架内置了对SQLite的支持，使得开发更加便捷。
要知道里面是什么样子的文件，我们需要下载sqlite 数据库工具：sqlitestudio（点击蓝色字体进入链接）
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下载后解压即可，运行该工具，然后打开上面的文件 db.sqlite3
将我们的数据库文件添加到sqlitestudio中，打开。

这些表都是 Django缺省设置中，需要的一些基本表。
包括: 用户表 auth_user，登录会话表 django_session 等等。
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3.Django中的数据库配置

在Django中，数据库的配置非常简洁。通过settings.py文件中的DATABASES设置，我们可以轻松地切换不同的数据库后端。以SQLite为例，配置如下：

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}

这段代码指定了Django使用SQLite作为数据库后端，并定义了数据库文件的位置。

二、什么是 ORM

Django 里面，数据库表的操作，包括表的定义、表中数据的增删改查，都可以通过 Model 类型的对象进行的。
通常，在Django中：

定义一张数据库的表就是定义一个继承自 django.db.models.Model 的类
定义该表中的字段（列），就是定义该类里面的一些属性
类的方法就是对该表中数据的处理方法，包括数据的增删改查

1. ORM的优势

使用ORM，我们无需编写SQL语句，而是通过Python代码来定义数据模型和执行数据库操作。这不仅提高了开发效率，还增强了代码的可读性和可维护性。

2. 定义数据模型

在Django中，定义数据模型非常简单。我们只需要在models.py文件中创建继承自Model的类，并定义相应的字段即可。例如：

from django.db import models

class Customer(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=200)
    phonenumber = models.CharField(max_length=200)
    address = models.CharField(max_length=200)

三、定义我们的数据库表

我们开发系统，需要定义我们需要的数据库表。

1.创建common应用目录

首先，我们再创建一个名为common的应用目录，里面存放我们项目需要的一些公共的表的定义。
进入项目根目录，执行下面的命令。

python manage.py startapp common

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就会创建一个目录名为 common，对应一个名为 common 的app，里面包含了如下自动生成的文件。

common/
    __init__.py
    admin.py
    apps.py
    migrations/
        __init__.py
    models.py
    tests.py
    views.py

Django是通过定义类来定义数据库表的。所以，我们要定义数据库的表，无需执行sql语句，只需要在app目录下面定义特殊的类就可以了。数据库表的定义，一般是放在app目录中的 models.py里面的。

2.修改业务表

打开 common/models.py，发现里面是空的，因为我们还没有定义我们的业务所需要的表。
我们修改它，加入如下内容：

from django.db import models
class Customer(models.Model):
    # 客户名称
    name = models.CharField(max_length=200)
    # 联系电话
    phonenumber = models.CharField(max_length=200)
    # 地址
    address = models.CharField(max_length=200)

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这个 Customer 类继承自 django.db.models.Model，就是用来定义数据库表的。
里面的 name、phonenumber、address 是该表的3个字段。
定义表中的字段就是定义一些静态属性，这些属性是 django.db.models 里面的各种 Field 对象，对应不同类型的字段。
比如这里的3个字段都是 CharField 对象，对应 varchar类型的数据库字段。
后面的参数 max_length 指明了该 varchar字段的最大长度。
Djanog 有很多字段对象类型，对应不同的类型的数据库字段。

四、创建数据库表

定义好表以后，我们怎么真正去创建数据库表呢？

1.配置内容

首先我们需要告诉Django： 我们的 common 应用中需要你关注，因为其中包含了数据库Model的定义。
在项目的配置文件 settings.py 中， INSTALLED_APPS 配置项加入如下内容：

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',

    # 加入下面这行
    'common.apps.CommonConfig',
]

‘common.apps.CommonConfig’ 告诉 Django ， CommonConfig 是 common/apps.py 文件中定义的一个应用配置的类。
是这样的

class CommonConfig(AppConfig):
    name = 'common'

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CommonConfig 是 AppConfig的子类，就表示这个是应用的配置类。
这里 name = ‘common’ ， name 是用来定义应用的python模块路径的。这里就是说应用模块路径为 common 。

2.执行创建命令

Django知道了我们的 common 应用，我们可以在项目根目录下执行命令：

python manage.py makemigrations common

得到如下结果：
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这个命令，告诉Django ，去看看common这个app里面的models.py ，我们已经修改了数据定义，你现在去产生相应的更新脚本。
执行一下，会发现在 common\migrations 目录下面出现了0001_initial.py, 这个脚本就是相应要进行的数据库操作代码。
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3.重新定义数据库

随即，执行如下命令，也就是我们之前定义数据库的命令：

python manage.py migrate

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就真正去数据库创建表了。
用 sqlitestudio 查看数据库，发现创建了一张名为 common_customer的表，如下：

其中 3 个字段就是我们上面定义的 Customer 类里面的 name、phonenumber、address 属性名。多出来的 id 字段是该表的主键，是Django自动帮我们添加的。

4.添加空表

在model里面再加入qq，使其为空表：
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重新执行创建命令：

python manage.py makemigrations common

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最后在执行migrate：

得到我么的qq新表：

五、Django管理员设置

1.创建管理员账号

Django提供了一个管理员操作界面可以方便的添加、修改、删除你定义的 model 表数据。
首先，我们需要创建一个超级管理员账号。进入到项目的根目录，执行如下命令，依次输入你要创建的管理员的登录名、email、密码。

d:\projects\bysms>python manage.py createsuperuser
Username (leave blank to use 'byhy'): byhy
Email address: byhy@163.com
Password:
Password (again):
Superuser created successfully.

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创建后进入我们的数据库工具，打开user，会发现我们刚才输入的账号和密码，在这里密码是进行加密的：

然后我们需要修改应用里面的管理员配置文件 common/admin.py，注册我们定义的model类。这样Django才会知道。

from django.contrib import admin

from .models import Customer

admin.site.register(Customer)

然后需要重新启动一下服务器，这个地方大家如果不太懂的话可以看本专栏的第二节课 ：Python Web开发二：Django的安装和运行
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2.访问登录网站

好了，现在就可以访问 http://127.0.0.1:8080/admin/ ，输入刚才注册的用户密码登录。
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登录后可以看到如下界面。这里面是目前系统中可以修改的表。
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3.添加用户

然后我们可以点击添加user，去添加新的用户：
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此时打开数据库，我们就会发现，又给我们增添了一条用户信息：
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4.添加功能

我们看到我们的界面中，现在只有两个功能，没有customer，
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如果想要添加的话，需要将代码加入到models文件中：

from django.contrib import admin
admin.site.register(Customer)

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此时，如果服务器终止了，我们需要重启服务器，然后刷新界面，就会得到我们下面的新的功能：

5.添加客户

同时我们也可以添加客户：
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此时在我们的数据库中，我们就可以看到我们新添加的客户信息：
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可以说是非常的方便，如果你也是一步一步做下来的话，真的会非常有成就感嗷~
通过上述步骤，我们不仅了解了后端开发中数据库的重要性和使用方法，还学习了如何通过Django框架简化数据库操作，并通过ORM技术提高开发效率。希望这篇文章能帮助你在Python Web开发的道路上更进一步。