数据库表的关联

后端系统开发中, 数据库设计是重中之重。

特别是前后端分离的系统, 后端的职责基本就是数据管理, 开发的代码几乎都是围绕数据操作的。

虽然,我们教程不是专门讲数据库的, 但也必须讲解常用的 数据库表 和 表之间的关系 的设计 。

目前 使用的数据库系统 主要还是 关系型数据库

什么是关系型数据库?就是建立在关系模型基础上的数据库。

大家耳熟能详的mysql、oracle、 sqlserver都是,而 mongodb、Cassandra不是

而关系型数据库,设计的一个难点就是 各种表之间的关联关系

常见的3种关联关系就是: 一对多一对一多对多

一对多

表之间 一对多 的关系,就是 外键 关联关系

比如,我们的 BYSMS 系统中, 已经定义了 客户(Customer) 这张表 。如下所示

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)



现在我们还需要定义 药品(Medicine) 这张表,包括药品名称、编号和描述 这些信息。

这个也很简单,添加如下的类定义

class Medicine(models.Model):
    # 药品名
    name = models.CharField(max_length=200)
    # 药品编号
    sn = models.CharField(max_length=200)
    # 描述
    desc = models.CharField(max_length=200)



接下来我们要定义 订单(Order) 这张表,这个Order表 包括 创建日期、客户、药品、数量。

其中:

客户字段对应的客户 只能是 Customer 中的某个客户记录

可以说:

Order表里面 一条订单记录的客户 对应 Customer表里面的一条客户记录

多条 Order记录里面的客户 是可以对应 Customer 表里面 同一个客户记录的,

反过来说,就是:一个客户记录可以对应多条订单记录

这就是一对多的关系,可以用如下图片表示

白月黑羽Python3教程




像这种一对多的关系,数据库中是用 外键 来表示的。

如果一个表中 的 某个字段是外键,那就意味着 这个外键字段的记录的取值,只能是它关联表的某个记录的主键的值。

我们定义表的 Model类的时候,如果没有指定主键字段,migrate 的时候 Django 会为该Model对应的数据库表自动生成一个id字段,作为主键。

比如,我们这里,Customer、Medicine表均没有主键,但是在migrate之后,查看数据库记录就可以发现有一个id字段,且该字段是 主键 (primary key)

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现在我们要定义 订单 表 Order,

其中客户字段就应该是一个外键,对应Customer表的主键,也就是id字段

Django中定义外键 的方法就是 Model类的该属性字段 值为 ForeignKey 对象,如下所示

import datetime
class Order(models.Model):
    # 订单名
    name = models.CharField(max_length=200,null=True,blank=True)

    # 创建日期
    create_date = models.DateTimeField(default=datetime.datetime.now)

    # 客户
    customer = models.ForeignKey(Customer,on_delete=models.PROTECT)

大家可以发现, customer 字段 是外键, 指向 Customer 类。 意思就是告诉Django: Order表的customer 字段 是 Customer表的外键。

另外一个参数 on_delete 指定了 当我们想 删除 外键指向的主键 记录时, 系统的行为。

比如 我们要删除客户记录, 那么 Order表中 对应这个客户的订单记录 该如何处理呢?

on_delete 不同取值对应不同的做法,常见的做法如下

  • CASCADE

    删除主键记录和 相应的外键表记录。

    比如,我们要删除客户张三,在删除了客户表中张三记录同时,也删除Order表中所有这个张三的订单记录

  • PROTECT

    禁止删除记录。

    比如,我们要删除客户张三,如果Order表中有张三的订单记录,Django系统 就会抛出ProtectedError类型的异常,当然也就禁止删除 客户记录和相关的订单记录了。

    除非我们将Order表中所有张三的订单记录都先删除掉,才能删除该客户表中的张三记录。

  • SET_NULL

    删除主键记录,并且将外键记录中外键字段的值置为null。 当然前提是外键字段要设置为值允许是null。

    比如,我们要删除客户张三时,在删除了客户张三记录同时,会将Order表里面所有的 张三记录里面的customer字段值置为 null。 但是上面我们并没有设置 customer 字段有 null=True 的参数设置,所以,是不能取值为 SET_NULL的。



一对一

外键是 一对多 的关系, 也可以说是 多对一 的关系。

有的时候,表之间是 一对一 的关系。

比如,某个学校的学生 表 和学生的地址表,就形成一对一的关系,即 一条主键所在表的记录 只能对应一条 外键所在表的记录。

Django 中 用 OneToOneField 对象 实现 一对一 的关系,如下

class Student(models.Model):
    # 姓名
    name = models.CharField(max_length=200)
    # 班级
    classname = models.CharField(max_length=200)
    # 描述
    desc = models.CharField(max_length=200)


class ContactAddress(models.Model):
    # 一对一 对应学生 
    student = models.OneToOneField(Student, on_delete=models.PROTECT)
    # 家庭
    homeaddress = models.CharField(max_length=200)
    # 电话号码
    phone = models.CharField(max_length=200)

Django发现这样一对一定定义,它会在migrate的时候,在数据库中定义该字段为外键的同时, 加上 unique=True 约束,表示在此表中,所有记录的该字段 取值必须唯一,不能重复。



多对多

数据库表还有一种 多对多 的关系。

在我们的 BYSMS系统中, 一个订单可以采购多种药品,就对应 Medicine表里面的多种药品;而一种药品也可以被多个订单采购, 那么Order表 和 Medicine表 之间就形成了多对多的关系。

其对应关系可以用下图来表示

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Django是通过 ManyToManyField 对象 表示 多对多的关系的。

如下所示:

import datetime
class Order(models.Model):
    # 订单名
    name = models.CharField(max_length=200,null=True,blank=True)

    # 创建日期
    create_date = models.DateTimeField(default=datetime.datetime.now)

    # 客户
    customer = models.ForeignKey(Customer,on_delete=models.PROTECT)

    # 订单购买的药品,和Medicine表是多对多 的关系
    medicines = models.ManyToManyField(Medicine, through='OrderMedicine')


class OrderMedicine(models.Model):
    order = models.ForeignKey(Order, on_delete=models.PROTECT)
    medicine = models.ForeignKey(Medicine, on_delete=models.PROTECT)

    # 订单中药品的数量
    amount = models.PositiveIntegerField()


像这样

medicines = models.ManyToManyField(Medicine, through='OrderMedicine')

指定Order表和 Medicine 表 的多对多关系, 其实Order表中并不会产生一个 叫 medicines 的字段。

Order表和 Medicine 表 的多对多关系 是 通过另外一张表, 也就是 through 参数 指定的 OrderMedicine 表 来确定的。

migrate的时候,Django会自动产生一张新表 (这里就是 common_ordermedicine)来 实现 order 表 和 medicine 表之间的多对多的关系。

大家可以执行下面两行命令 migrate 试一下

python manage.py makemigrations common
python manage.py migrate

就会发现产生如下的一张新表 common_ordermedicine:

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可以发现这张表中有 order_id 和 medicine_id 两个字段。

比如一个order表的订单id 为 1, 如果该订单中对应的药品有3种,它们的id分别 为 3,4,5。 那么就会有类似这样的这样3条记录在 common_order_medicine 表中。

order_id medicine_id
1 3
1 4
1 5



实现代码

现在我们要实现 药品管理 和 订单管理 的服务端代码了。


药品管理

其中药品管理部分比较简单, 和前面的 customer.py 的代码 基本类似。

我们在 mgr 目录下面新建 medicine.py,处理 客户端发过来的 列出药品、添加药品、修改药品、删除药品 的请求。

如下所示

from django.http import JsonResponse

# 导入 Medicine 对象定义
from  common.models import  Medicine

import json

def dispatcher(request):
    # 根据session判断用户是否是登录的管理员用户
    if 'usertype' not in request.session:
        return JsonResponse({
            'ret': 302,
            'msg': '未登录',
            'redirect': '/mgr/sign.html'},
            status=302)

    if request.session['usertype'] != 'mgr':
        return JsonResponse({
            'ret': 302,
            'msg': '用户非mgr类型',
            'redirect': '/mgr/sign.html'},
            status=302)


    # 将请求参数统一放入request 的 params 属性中,方便后续处理

    # GET请求 参数 在 request 对象的 GET属性中
    if request.method == 'GET':
        request.params = request.GET

    # POST/PUT/DELETE 请求 参数 从 request 对象的 body 属性中获取
    elif request.method in ['POST','PUT','DELETE']:
        # 根据接口,POST/PUT/DELETE 请求的消息体都是 json格式
        request.params = json.loads(request.body)


    # 根据不同的action分派给不同的函数进行处理
    action = request.params['action']
    if action == 'list_medicine':
        return listmedicine(request)
    elif action == 'add_medicine':
        return addmedicine(request)
    elif action == 'modify_medicine':
        return modifymedicine(request)
    elif action == 'del_medicine':
        return deletemedicine(request)

    else:
        return JsonResponse({'ret': 1, 'msg': '不支持该类型http请求'})



def listmedicine(request):
    # 返回一个 QuerySet 对象 ,包含所有的表记录
    qs = Medicine.objects.values()

    # 将 QuerySet 对象 转化为 list 类型
    # 否则不能 被 转化为 JSON 字符串
    retlist = list(qs)

    return JsonResponse({'ret': 0, 'retlist': retlist})


def addmedicine(request):

    info    = request.params['data']

    # 从请求消息中 获取要添加客户的信息
    # 并且插入到数据库中
    medicine = Medicine.objects.create(name=info['name'] ,
                            sn=info['sn'] ,
                            desc=info['desc'])


    return JsonResponse({'ret': 0, 'id':medicine.id})


def modifymedicine(request):

    # 从请求消息中 获取修改客户的信息
    # 找到该客户,并且进行修改操作

    medicineid = request.params['id']
    newdata    = request.params['newdata']

    try:
        # 根据 id 从数据库中找到相应的客户记录
        medicine = Medicine.objects.get(id=medicineid)
    except Medicine.DoesNotExist:
        return  {
                'ret': 1,
                'msg': f'id 为`{medicineid}`的药品不存在'
        }


    if 'name' in  newdata:
        medicine.name = newdata['name']
    if 'sn' in  newdata:
        medicine.sn = newdata['sn']
    if 'desc' in  newdata:
        medicine.desc = newdata['desc']

    # 注意,一定要执行save才能将修改信息保存到数据库
    medicine.save()

    return JsonResponse({'ret': 0})


def deletemedicine(request):

    medicineid = request.params['id']

    try:
        # 根据 id 从数据库中找到相应的药品记录
        medicine = Medicine.objects.get(id=medicineid)
    except Medicine.DoesNotExist:
        return  {
                'ret': 1,
                'msg': f'id 为`{medicineid}`的客户不存在'
        }

    # delete 方法就将该记录从数据库中删除了
    medicine.delete()

    return JsonResponse({'ret': 0})

实现了请求处理的模块后,我们可以在 mgr\urls.py 里面加上 对 medicine 的 请求处理 路由设置

from django.urls import path
from mgr import customer,sign_in_out,medicine,order

urlpatterns = [

    path('customers', customer.dispatcher),
    path('medicines', medicine.dispatcher), # 加上这行

    path('signin', sign_in_out.signin),
    path('signout', sign_in_out.signout),

]

我的前端代码已经开发好了对药品的 增删改查处理, 所以可以和我们上面的代码进行集成测试了。

大家可以运行服务,在界面上操作测试一下。



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