Django Tutorial for Programmers: 7. Models

DAY 7

為程式人寫的 Django Tutorial系列第 7 篇

python 鐵人賽 web django

uranusjr

2014-10-05 21:04:10

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┌───────────────┐           ┌───────────────┐
│     Store     │           │   MenuItem    │
├───────────────┤           ├───────────────┤
│ name          │           │ name          │
│ note          │ 1       n │ price         │
│ menu_items    │ <──────── │ store         │
└───────────────┘           └───────────────┘

我們的 stores app 負責管理店家資訊，所以顯然我們需要有一個 Store model。這個 model 裡面要可以存店家名稱與菜單的圖片。菜單上的項目當然不止一個，所以它與店家之間是多對一關聯。我們知道，多對一需要一個 foreign key，所以我們還需要另一個 model，用來放菜單項目。它們之間的關聯會像下面這樣：

Store 有兩個資料欄位，分別儲存店家名稱與其他資訊；MenuItem 也有兩個資料欄位，一個用來存圖片檔案位置，另一個則是圖片標題（用在 HTML alt tag）。MenuItem 另外有一個指向Store 的 foreign key，叫做 store；這個 FK 在 Store 的 reverse attribute 則叫做menu_items。

好了，現在我們要把上面的結構轉換為 Django model 定義。打開 stores/models.py，加入以下的內容（記得保留第一行的 import）：

class Store(models.Model):

    name = models.CharField(max_length=20)
    notes = models.TextField(blank=True, default='')

    def __str__(self):
        return self.name


class MenuItem(models.Model):

    store = models.ForeignKey('Store', related_name='menu_items')
    name = models.CharField(max_length=20)
    price = models.IntegerField()

    def __str__(self):
        return self.name

在 Django 中，一個 model 就是一個 class。所有的 Django models 都必須繼承django.db.models.Model。我們在兩個 models 中依照上面的結構，加入合適的欄位。各欄位形態的意義如下：

CharField 對應到資料庫的 VARCHAR。max_length 參數代表 VARCHAR 的長度。
[註 1]
TextField 對應到 TEXT。blank=True 代表本欄位可空白（注意不是可為 NULL！可為NULL 的欄位是使用 null=True，我們這裡沒有用到）；default 代表如果你在建立Store 物件時沒有輸入本欄位，預設會使用的值。
IntegerField 對應到 INTEGER。
ForeignKey 是 Django 專門用來管理 foreign key 的 model field。我們來詳細討論一下它的原理。

當你建立一個 model 時，Django 會自動幫它加入一個名為 id 的 AutoField——對應到資料庫的INTEGER，加上 primary key（和 auto increment）屬性。[註 2] ForeignKey 同樣對應到INTEGER，但當它被使用時，Django 會自動用裡面的值執行一個 SELECT，把該 ID 對應的物件取出來。ForeignKey 必須擁有一個參數，指明這個 FK 指向的 model class 名稱。[註 3]

你可能已經注意到，我們並沒有為 Store 的 menu_items 建立 attribute，但這裡related_name 的值就是它。Django 會自動建立 foreign key 的 reverse relation，所以你不需要自行建立。

在 ForeignKey 的狀況中，Django 預設會用 model 的名稱後面加 _set 來當作 reverse relation 的名稱，所以 MenuItem.store 的預設 reverse relation key 會是 Store.menuitem_set。你當然可以直接使用這個值，不過我個人喜歡永遠手動設定，一方面比較好看，也因為 explicit is better than implicit 是 Python 的中心思想之一。

我們另外在兩個 models 都各加上了一個 __str__ 函式。這是 Python 用來把物件轉換成 str 的 hook；因為做網站時，常常需要把東西變成字串，所以這會很方便。

現在程式已經可以認得這兩種 models 了。但如果要儲存它們，還需要在資料庫裡建立對應的 tables。確保資料庫與程式中的定義同步，是件很麻煩的工作；幸好，Django 提供了一個自動同步資料表的工具，可以協助我們完成這個工作。

首先我們要讓 Django 知道這些 models 存在。打開 lunch/settings/base.py，把 stores 這個 app 加入 INSTALLED_APPS 列表：

INSTALLED_APPS = (
    'stores',
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
)

Django 並沒有硬性規定 app 的順序，不過我個人喜歡把自己的 apps 排在內建 apps 前面。大致上的規則是，前面的 app 可以 depend on 後面，但是後面不可以 depend 前面。

存檔後，在 console 執行以下指令：

python manage.py makemigrations stores

這告訴 Django 我們更新了 stores 中的 models。這個指令應該會輸出下面的內容：

Migrations for 'stores':
  0001_initial.py:
    - Create model MenuItem
    - Create model Store
    - Add field store to menuitem

這代表 Django 已經偵測到你新增了 MenuItem 與 Store 兩個 models，以及它們之間的關聯。這些資訊被放在 0001_initial.py 中。這個檔案會被放在 store/migrations 目錄裡。檢查看看！

我們昨天提到，每個 Django app 都可以包含 migrations 目錄，用來存放 database migration 記錄。這些記錄是用來告訴 Django，這個 app 中的 models 在某個時間點長什麼樣子。你可以自己寫（同樣要放在 migrations 目錄裡），但是在大多數的情況下，只要用 makemigrations 這個指令，Django 就可以自動偵測。Django 自動產生的檔案會以以個四位數字開頭，後面接一個底線，然後是 Django 偵測到這個記錄與前一個記錄間相異處的描述。

接著我們要實際執行這個檔案，讓資料庫發生改變：

python manage.py migrate stores

輸出：

Operations to perform:
  Apply all migrations: stores
Running migrations:
  Applying stores.0001_initial... OK

Django 偵測到剛剛的 0001_initial 尚未與資料庫同步，並成功執行它。所以現在資料庫裡會多出兩個 tables。

不信？證明給你看。輸入以下的指令：

python manage.py dbshell

這會你連上 Django 目前設定的資料庫（就是你在 DATABASES 裡面設定的那個）。列出目前的資料庫看看（SQLite：.tables、PostgreSQL：\d、MySQL：SHOW TABLES;；這裡以 SQLite 為例）：

sqlite> .tables
auth_group                  django_admin_log          
auth_group_permissions      django_content_type       
auth_permission             django_migrations         
auth_user                   django_session            
auth_user_groups            stores_menuitem           
auth_user_user_permissions  stores_store

其中 stores_store 和 stores_menuitem 就是我們剛剛建立的 models！

不過其他的是什麼？這些是 Django 預設啟用功能所需要的資料。還記得我們剛建立 project 時有執行一次 migrate 嗎？這就是用來 migrate Django 內建的資料。那時我們後面沒有加 app name，所以會 migrate 所有 apps。

在這些資料表中，auth 開頭的是用來管理使用者註冊與權限——所以我們之前才會先跳過使用者認證，因為 Django 內建就有。其他還有一些內部用的資料，這裡先略過。不過我們特別來看一下django_migrations：

sqlite> select * from django_migrations;
1|contenttypes|0001_initial|2014-09-19 09:46:37.731368
2|auth|0001_initial|2014-09-19 09:46:37.758253
3|admin|0001_initial|2014-09-19 09:46:37.792646
4|sessions|0001_initial|2014-09-19 09:46:37.797104
5|stores|0001_initial|2014-09-24 03:15:42.455255

這就是 Django 用來記錄 migration 的表！這裡記錄了目前各 app 被 migrate 到哪個階段，以及進行的時間。這個表格搭配 migrations 裡面的資料，就能讓 Django 偵測 models 的修改，幫我們產生合適的 migration record，並對資料庫進行合適的設定。

呼！這篇好像有點長。明天我們會實際使用這些 models 看看。

對了，剛剛那個資料庫介面可以用 control-d 退出。

更多關於 Django model 欄位的資訊，請參照官網文件。

註 1：SQLite 沒有固定長度字串型別，所以 CharField 其實是對應到 TEXT。不過 Django 會在程式內部檢查輸入長度，所以 max_length 還是會有用（除非你手動直接把值插入資料庫）。

註 2：這個行為可以被覆寫，不過我們這裡不管。

註 3：你可以能會想知道如果需要 refer 其他 app 中的 model 該怎麼辦。之後會講到，請耐心！