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Django ORM – 多表实例（手把手讲解）

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前言：为什么需要掌握 Django ORM 的多表操作？

在 Web 开发中，数据库设计往往是系统架构的核心。Django 的 ORM（对象关系映射）作为其核心特性之一，通过 Python 代码抽象了底层 SQL 的复杂性，让开发者能够更高效地操作数据库。然而，当项目涉及多个表之间的复杂关系时，如何通过 Django ORM 实现多表关联、查询和操作，便成为开发者必须掌握的关键技能。

本文将从基础概念出发，通过具体案例和代码示例，逐步讲解 Django ORM 中多表操作的核心知识点。无论是编程初学者还是有一定经验的开发者，都能通过本文快速理解多表实例的实现逻辑，并掌握如何在实际项目中灵活应用。

一对一关系：像书签一样精准关联

概念与比喻

一对一关系（One-to-One）类似于现实生活中的“身份证与个人信息”的绑定：每个身份证号对应唯一一个人，反之亦然。在 Django 中，这种关系通过 OneToOneField 实现，通常用于扩展用户模型或需要单独存储的关联数据。

示例代码

假设我们需要为用户模型添加详细的个人信息：

from django.db import models  
from django.contrib.auth.models import User  

class UserProfile(models.Model):  
    user = models.OneToOneField(User, on_delete=models.CASCADE)  
    bio = models.TextField(blank=True)  
    birthday = models.DateField(null=True)

关键点解析

  • on_delete=models.CASCADE：当关联的用户被删除时，自动删除该 UserProfile。
  • 查询示例：通过 user.userprofile 可直接访问关联对象，无需额外查询。

一对多关系：如同图书馆的书籍与作者

概念与比喻

一对多关系（One-to-Many）类似于“作者与书籍”的关系：一个作者可以写多本书，但每本书只能有一个作者。在 Django 中，这种关系通过 ForeignKey 实现，外键字段通常位于“多”的一方（如书籍模型）。

示例代码

以博客系统为例：

class Author(models.Model):  
    name = models.CharField(max_length=100)  

class Article(models.Model):  
    title = models.CharField(max_length=200)  
    content = models.TextField()  
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE, related_name='articles')

关键点解析

  • 反向查询：通过 related_name 可以直接通过作者访问其所有文章，例如 author.articles.all()。
  • 逆向操作：若删除作者，其所有文章会被级联删除（因 on_delete=models.CASCADE）。

多对多关系：像社交网络的“关注”功能

概念与比喻

多对多关系（Many-to-Many）类似于“用户与关注列表”的关系：用户 A 可以关注多个用户，同时也能被其他用户关注。在 Django 中，这种关系通过 ManyToManyField 实现，默认会自动生成中间表。

示例代码

以电商平台的“用户与收藏商品”为例：

class User(models.Model):  
    username = models.CharField(max_length=50)  

class Product(models.Model):  
    name = models.CharField(max_length=100)  
    price = models.DecimalField(max_digits=10, decimal_places=2)  
    favorites = models.ManyToManyField(User, related_name='favorite_products')

关键点解析

  • 中间表管理：Django 自动创建 product_favorite 表，存储用户与商品的关联关系。
  • 查询示例： 
    # 获取用户收藏的所有商品  
user = User.objects.get(username='Alice')  
products = user.favorite_products.all()  

# 将商品添加到收藏  
product = Product.objects.get(name='iPhone 15')  
product.favorites.add(user)

跨表查询：如何高效获取关联数据？

选择性查询：避免“笛卡尔积”陷阱

当需要同时获取多表数据时，select_related() 和 prefetch_related() 是两个关键方法：

  • select_related：用于一对一或一对多关系，通过 SQL 的 JOIN 操作一次性获取数据。
  • prefetch_related：用于多对多或反向一对多关系，通过两次查询减少数据库压力。

示例代码

articles = Article.objects.select_related('author').all()  
for article in articles:  
    print(article.author.name)  # 不会触发额外查询

聚合与分组：统计作者的文章总数

Django ORM 支持通过 annotate() 和 Count 实现聚合查询：

from django.db.models import Count  

authors = Author.objects.annotate(total_articles=Count('articles')).order_by('-total_articles')  
for author in authors:  
    print(f"{author.name} 写了 {author.total_articles} 篇文章")

实战案例：电商系统的订单与用户关系

系统设计需求

假设我们开发一个电商平台，需要实现以下功能：

  1. 用户可以提交订单，每个订单包含多个商品。
  2. 每个商品属于一个分类。

模型设计

class Category(models.Model):  
    name = models.CharField(max_length=50)  

class Product(models.Model):  
    name = models.CharField(max_length=100)  
    price = models.DecimalField(max_digits=10, decimal_places=2)  
    category = models.ForeignKey(Category, on_delete=models.PROTECT)  

class Order(models.Model):  
    user = models.ForeignKey(User, on_delete=models.SET_NULL, null=True)  
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)  

class OrderItem(models.Model):  
    order = models.ForeignKey(Order, on_delete=models.CASCADE, related_name='items')  
    product = models.ForeignKey(Product, on_delete=models.PROTECT)  
    quantity = models.PositiveIntegerField()

关键操作示例

  1. 创建订单：
user = User.objects.get(username='Bob')  
order = Order.objects.create(user=user)  
product = Product.objects.get(name='Coffee Mug')  
OrderItem.objects.create(order=order, product=product, quantity=2)
  1. 查询用户所有订单的总金额：
from django.db.models import Sum  

total = OrderItem.objects.filter(order__user=user) \  
    .annotate(total_price=F('product__price') * F('quantity')) \  
    .aggregate(Sum('total_price'))['total_price__sum']

结论：多表实例是 Django 项目的进阶之路

掌握 Django ORM 的多表操作，不仅是提升开发效率的关键，更是构建复杂系统的基础。通过本文的案例和代码示例，读者可以：

  1. 理解一对一、一对多、多对多关系的核心逻辑；
  2. 学会通过 select_related 和 prefetch_related 优化查询性能；
  3. 在实际项目中设计合理的模型结构，实现数据关联与复用。

Django ORM 的强大之处在于其简洁性与灵活性，但真正的应用需要开发者结合业务场景不断实践。建议读者通过搭建小型项目（如博客系统或电商应用），逐步巩固多表操作的知识，最终实现从“会用”到“精通”的跨越。

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