SecondBrain/90 Library/Programming/Python/Модели и ORM.md

status, type, tags, created, updated, source, aliases

status	type	tags	created	updated	source	aliases
processing	concept	django backend orm database migrations	2026-05-30	2026-06-05	lec1-django_start_models-1.pdf lec4-django_lec_queries.pdf p1-django-1.pdf	Django Модели и ORM

Django Модели и ORM

Django ORM (Object-Relational Mapping) — технология связи объектно-ориентированного кода и реляционной БД. Реализует паттерн Active Record.

Структура проекта

• manage.py: Утилита командной строки.
• settings.py: Конфигурация проекта (БД, INSTALLED_APPS).
• urls.py: Описание маршрутов.
• models.py: Определение таблиц БД.

project/
├── manage.py
├── project/
│   ├── settings.py
│   └── urls.py
└── app/
    └── models.py

Определение моделей

from django.db import models

class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField("Имя", max_length=30)
    age = models.IntegerField(default=18)
    bio = models.TextField(blank=True)
    
    class Meta:
        verbose_name = "Человек"
        ordering = ["-first_name"]

Типы полей

• AutoField — автоинкрементный числовой первичный ключ.
• CharField(max_length=N) — короткая строка фиксированной максимальной длины.
• TextField — длинный текст без обязательного ограничения длины.
• IntegerField — целое число.
• DecimalField(max_digits, decimal_places) — точное десятичное число, удобно для денег и измерений.
• BooleanField — логическое значение True/False.
• DateField — дата без времени.
• DateTimeField — дата и время.
• EmailField — строка с валидацией email-адреса.
• FileField — путь к загруженному файлу.
• ImageField — файл изображения с дополнительной проверкой формата.

class Article(models.Model):
    id = models.AutoField(primary_key=True)
    title = models.CharField(max_length=200)
    body = models.TextField()
    views = models.IntegerField(default=0)
    price = models.DecimalField(max_digits=10, decimal_places=2)
    is_published = models.BooleanField(default=False)
    published_at = models.DateTimeField(null=True, blank=True)
    author_email = models.EmailField()
    attachment = models.FileField(upload_to="files/", blank=True)
    cover = models.ImageField(upload_to="covers/", blank=True)

Если не указать primary_key=True, Django автоматически создаёт поле id. В современных версиях тип поля по умолчанию обычно задаётся настройкой DEFAULT_AUTO_FIELD, часто это BigAutoField.

CharField требует max_length, потому что БД должна знать максимальный размер строки.

null=True и blank=True — не одно и то же:

• null=True разрешает хранить NULL в базе данных;
• blank=True разрешает оставлять поле пустым в формах и админке.

Отношения

• ForeignKey(Target, on_delete=...) — связь "один ко многим": у одной записи Target может быть много связанных записей текущей модели.
• OneToOneField(Target, on_delete=...) — связь "один к одному": каждой записи соответствует максимум одна связанная запись.
• ManyToManyField(Target) — связь "многие ко многим": записи обеих моделей могут ссылаться на несколько записей другой модели.

on_delete задаёт, что делать с текущей записью, если удаляется связанная запись Target:

• CASCADE — удалить текущую запись вместе со связанной.
• PROTECT — запретить удаление связанной записи, пока на неё есть ссылки.
• SET_NULL — записать NULL в поле связи; требует null=True.
• SET_DEFAULT — записать значение по умолчанию; требует default.
• DO_NOTHING — ничего не делать на уровне Django, ответственность остаётся на БД и разработчике.

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


class Profile(models.Model):
    author = models.OneToOneField(Author, on_delete=models.CASCADE)
    bio = models.TextField()


class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.PROTECT)
    co_authors = models.ManyToManyField(Author, related_name="coauthored_books", blank=True)

related_name задаёт имя обратной связи. Если у книги есть author = ForeignKey(Author, related_name="books"), то у автора можно получить книги так:

author.books.all()

Для ManyToManyField промежуточная модель задаётся через through, когда у самой связи есть дополнительные поля:

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


class Course(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    students = models.ManyToManyField(Student, through="Enrollment")


class Enrollment(models.Model):
    student = models.ForeignKey(Student, on_delete=models.CASCADE)
    course = models.ForeignKey(Course, on_delete=models.CASCADE)
    grade = models.IntegerField(null=True, blank=True)

Связь можно менять методами .add(), .remove(), .set(), .clear().

---

Миграции

Инструмент для синхронизации моделей с БД.

• python manage.py makemigrations — создать файлы миграций.
• python manage.py migrate — применить изменения в БД.
• python manage.py showmigrations — список статусов миграций.

---

Работа с QuerySet (Запросы)

Django QuerySet ленивы (вычисляются только при обращении) и поддерживают цепочки методов.

Базовые CRUD операции

• Create: obj = Person.objects.create(name="Ivan") или obj.save().
• Read:
  • Person.objects.all() (все),
  • Person.objects.get(id=1) (один),
  • Person.objects.filter(age__gt=20) (фильтрация).
• Update: Person.objects.filter(id=1).update(age=25).
• Delete: obj.delete() или QuerySet.delete().

# Create
person = Person.objects.create(first_name="Ivan", age=25)

# Read
people = Person.objects.all()
person = Person.objects.get(id=1)
adults = Person.objects.filter(age__gte=18)

# Update
Person.objects.filter(id=1).update(age=26)

# Delete
person.delete()

Поиск по полям (Field Lookups)

• exact, iexact (регистронезависимо).
• gt (>), gte (>=), lt (<), lte (<=).
• contains, icontains.
• in (список), range (диапазон).
• isnull=True.

Person.objects.filter(first_name__exact="Ivan")
Person.objects.filter(first_name__iexact="ivan")
Person.objects.filter(age__gt=18)
Person.objects.filter(age__range=(18, 30))
Person.objects.filter(first_name__icontains="iv")
Person.objects.filter(id__in=[1, 2, 3])
Person.objects.filter(bio__isnull=True)

Оптимизация запросов

• select_related('field') — заранее подтягивает связанную запись через JOIN. Подходит для ForeignKey и OneToOneField, когда у объекта есть одна связанная запись.
• prefetch_related('field') — делает отдельный запрос за связанными объектами и собирает их в Python. Подходит для ManyToManyField и обратных связей, где связанных записей может быть много.
• Проблема N+1 — ситуация, когда Django делает один запрос за списком объектов, а потом ещё по одному запросу на каждый объект в цикле.

# select_related: книга + её автор загружаются одним SQL-запросом
books = Book.objects.select_related("author")

for book in books:
    print(book.title, book.author.name)

# prefetch_related: авторы загружаются отдельно, затем Django связывает их с книгами
books = Book.objects.prefetch_related("authors")

for book in books:
    print(book.title, [author.name for author in book.authors.all()])

Агрегация и аннотация

• aggregate(Avg('rating')) — считает одно итоговое значение по всей выборке: среднее, сумму, минимум, максимум, количество. Возвращает словарь, а не QuerySet.
• annotate(total=Count('entries')) — добавляет вычисляемое поле к каждому объекту в выборке.

from django.db.models import Avg, Count

# aggregate: одно итоговое значение по всей таблице книг
result = Book.objects.aggregate(avg_rating=Avg("rating"))
print(result["avg_rating"])

# annotate: вычисляемое поле для каждого автора
authors = Author.objects.annotate(total_books=Count("books"))

for author in authors:
    print(author.name, author.total_books)

Логические условия

• Q-объекты нужны для сложных условий в filter(): OR (|), AND (&), NOT (~).
• F-выражения позволяют сравнивать и изменять поля прямо на стороне БД, не загружая значение в Python.

from django.db.models import F, Q

# Q: рейтинг выше 4 или название содержит Django
books = Book.objects.filter(
    Q(rating__gt=4) | Q(title__icontains="Django")
)

# F: увеличить счётчик просмотров прямо в БД
Book.objects.filter(id=1).update(views=F("views") + 1)

Простыми словами для экзамена

Модель Django — это Python-класс, который описывает таблицу БД. Поле модели — это колонка таблицы. Объект модели — это строка таблицы.

Class Meta задаёт служебные настройки модели: сортировку, человекочитаемые имена, ограничения, имя таблицы.

Основные методы QuerySet:

• .all() — все объекты;
• .filter() — несколько объектов по условию;
• .exclude() — всё, кроме условия;
• .get() — ровно один объект; если ноль или больше одного, будет ошибка;
• .order_by() — сортировка;
• .count() — количество;
• .exists() — есть ли хотя бы одна запись;
• .distinct() — убрать дубли;
• .aggregate() — один итог по всей выборке, возвращает словарь;
• .annotate() — добавляет вычисляемое поле каждому объекту.

Если нужно найти максимум цены по каждой категории, используют annotate() на категориях:

Category.objects.annotate(max_price=Max("product__price"))

Если нужен один максимум по всем товарам, используют aggregate():

Product.objects.aggregate(max_price=Max("price"))