Django ORM 对照速通

第 12 章 · Django ORM 对照速通

本章目标：在不强制安装 Django 的前提下，通过 独立可读示例 理解 Django ORM 的 Model、QuerySet、migrate、F()/Q()；与 SQLAlchemy 2.0（ch09～ch10）逐项对照；明确 shop_db 字段 slug + is_published + price（分） 在 Django 中的等价写法；衔接 django-web ch05/ch07 与 db-demo。

学时建议：4～5 小时（含 2 小时对照表与练习题）

前置：完成 python-database ch07～ch11；可选阅读 django-web ch05/ch07（非必须）。

12.1 场景说明：同一 shop_db，三种访问方式

                    shop_db (SQLite / MySQL)
                           │
         ┌─────────────────┼─────────────────┐
         ▼                 ▼                 ▼
   sqlite3 ch08      SQLAlchemy ch10    Django ORM
   (DB-API)          (Session/ORM)      (QuerySet)

独立示例：本章代码块标注 # django-style 处，可复制到 shop-demo 验证；未装 Django 的学员以对照表 + 伪代码理解即可，不影响 db-demo 进度。

12.2 Django Model 基础（独立示例）

catalog/models.py（django-style，与 shop_db 对齐）：

# django-style — 需 Django 环境；只读学员可跳过运行
from django.db import models


class Category(models.Model):
    name = models.CharField("分类名", max_length=64)
    slug = models.SlugField(max_length=64, unique=True)
    sort_order = models.IntegerField(default=0)

    class Meta:
        db_table = "categories"          # 与 db-demo DDL 表名一致
        ordering = ["sort_order", "id"]

    def __str__(self):
        return self.name


class Product(models.Model):
    category = models.ForeignKey(
        Category,
        on_delete=models.PROTECT,
        related_name="products",
    )
    title = models.CharField(max_length=200)
    slug = models.SlugField(max_length=64, unique=True)
    description = models.TextField(blank=True)
    # Django 常用 Decimal 存「元」；与 db-demo「分」二选一，见 §12.3
    price_cents = models.PositiveIntegerField("单价（分）", default=0)
    stock = models.PositiveIntegerField(default=0)
    is_published = models.BooleanField("是否上架", default=False)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)

    class Meta:
        db_table = "products"
        indexes = [
            models.Index(fields=["category", "is_published", "-created_at"]),
        ]

    @property
    def price_yuan(self) -> str:
        return f"¥{self.price_cents / 100:.2f}"

12.3 价格：分 vs 元（全栈约定）

django-web ch07 提示：Web 模块 Product 常用 DecimalField 存元；python-database 与 shop-db 毕业项目 统一 分。对照换算：

# django-style
from decimal import Decimal
yuan = Decimal("59.90")
cents = int(yuan * 100)   # 5990

# SQLAlchemy / db-demo
product.price = 5990

12.4 migrate vs Alembic

# django-style
python manage.py makemigrations catalog --name evolve_product_fields
python manage.py migrate

django-web ch07 字段演进（与 ch07 对照表呼应）：

Django 迁移片段（独立阅读）：

# django-style migrations/0002_evolve_product_fields.py
from django.db import migrations


class Migration(migrations.Migration):
    dependencies = [("catalog", "0001_initial")]

    operations = [
        migrations.RenameField(model_name="product", old_name="sku", new_name="slug"),
        migrations.RenameField(model_name="product", old_name="is_active", new_name="is_published"),
        migrations.AddField(model_name="product", name="description", field=models.TextField(blank=True)),
        migrations.AddField(model_name="product", name="updated_at", field=models.DateTimeField(auto_now=True)),
    ]

Alembic 等价见 ch11 §11.7。

12.5 QuerySet 基础

Django ORM 查询入口：Model.objects 返回 QuerySet（惰性，链式）。

# django-style
# 全表（慎用）
Product.objects.all()

# 过滤 — 等价 SQL WHERE
Product.objects.filter(is_published=True)
Product.objects.filter(category__slug="digital", is_published=True)

# 排除
Product.objects.exclude(stock=0)

# 排序
Product.objects.filter(is_published=True).order_by("-created_at")
Product.objects.filter(is_published=True).order_by("price_cents")

# 切片分页 — LIMIT/OFFSET
Product.objects.filter(is_published=True)[0:20]

# 单条
Product.objects.get(slug="wireless-mouse")      # 不存在 → DoesNotExist
Product.objects.filter(slug="x").first()          # 不存在 → None

# 计数
Product.objects.filter(is_published=True).count()

# 值列表 / 字典
Product.objects.filter(is_published=True).values("slug", "price_cents")
Product.objects.filter(is_published=True).values_list("slug", flat=True)

SQLAlchemy 对照：

# db-demo / SQLAlchemy 2.0
from sqlalchemy import select

stmt = (
    select(Product)
    .where(Product.is_published.is_(True))
    .where(Product.category.has(Category.slug == "digital"))
    .order_by(Product.price.asc())
    .limit(20)
)
products = session.scalars(stmt).all()

12.6 F() 与 Q() 表达式

12.6.1 F() — 引用字段值

# django-style
from django.db.models import F

# 原子库存递减（django-web ch05）
Product.objects.filter(pk=1).update(stock=F("stock") - 1)

# 同表字段比较
Product.objects.filter(stock__lte=F("price_cents"))  # 教学举例

# Order 总额 annotate
from django.db.models import Sum
Order.objects.annotate(
    computed_total=Sum(F("lines__quantity") * F("lines__unit_price"))
)

SQLAlchemy 对照：

from sqlalchemy import update

stmt = (
    update(Product)
    .where(Product.id == 1, Product.stock >= 1)
    .values(stock=Product.stock - 1)
)
session.execute(stmt)

12.6.2 Q() — 复杂逻辑组合