Django 的 `Meta` 类和外键的使用

在 Django 中，Meta 类是模型的一个内部类，用来配置模型的行为和一些数据库选项。通过在模型中定义 Meta 类，你可以控制模型的一些特性，如数据库表名、排序方式、索引、唯一约束等。

1. Meta 类的常用选项

以下是 Meta 类中常用的配置选项：

• db_table：指定数据库表的名称。如果没有指定，Django 会默认使用模型类名的小写形式作为表名。

  class Tank(models.Model):
      name = models.CharField(max_length=100)
      speed = models.FloatField()
  
      class Meta:
          db_table = 'tank_table'  # 指定数据库表名
  

• ordering：指定模型数据的默认排序方式。它接受一个字段名的列表（可以带负号表示降序）。

  class Tank(models.Model):
      name = models.CharField(max_length=100)
      speed = models.FloatField()
  
      class Meta:
          ordering = ['-speed']  # 按照速度降序排列
  

• verbose_name 和 verbose_name_plural：用于指定模型的单数和复数形式的可读名称，通常用于 Django 管理后台显示模型名称。

  class Tank(models.Model):
      name = models.CharField(max_length=100)
      speed = models.FloatField()
  
      class Meta:
          verbose_name = 'Tank'
          verbose_name_plural = 'Tanks'
  

• unique_together：指定多个字段组合成的联合唯一约束。Django 会确保这组字段的组合在数据库中是唯一的。

  class Tank(models.Model):
      name = models.CharField(max_length=100)
      speed = models.FloatField()
  
      class Meta:
          unique_together = ['name', 'speed']  # 确保每个name和speed组合是唯一的
  

• index_together：为多个字段组合创建数据库索引，提高查询效率。

  class Tank(models.Model):
      name = models.CharField(max_length=100)
      speed = models.FloatField()
  
      class Meta:
          index_together = ['name', 'speed']  # 为name和speed创建联合索引
  

• permissions：指定模型的权限。这会在 auth_permission 表中创建自定义权限。

  class Tank(models.Model):
      name = models.CharField(max_length=100)
      speed = models.FloatField()
  
      class Meta:
          permissions = [
              ("can_drive", "Can drive the tank"),
              ("can_fight", "Can fight with the tank")
          ]
  

• default_manager_name：设置默认的管理器名称，Django 会在模型类中自动创建 objects 管理器。如果你有多个管理器，可以通过这个选项指定默认的一个。

  class Tank(models.Model):
      name = models.CharField(max_length=100)
      speed = models.FloatField()
  
      active_tanks = models.Manager()  # 自定义管理器
  
      class Meta:
          default_manager_name = 'active_tanks'  # 使用自定义的管理器
  

2. 外键（ForeignKey）字段的使用

Django 的 ForeignKey 字段用于表示模型之间的“一对多”关系。在外键关系中，一个对象可以关联多个对象，常用于表示父子表关系。

2.1 基本用法

ForeignKey 用于表示两个模型之间的外键关系。通常情况下，它会生成一个新的字段，在数据库中存储关联对象的主键（id）。

假设我们有两个模型：Author 和 Book。每本书都由一个作者编写，因此我们需要在 Book 模型中添加一个外键字段，指向 Author 模型。

from django.db import models

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

    def __str__(self):
        return self.name


class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)  # 外键关系，关联到 Author 模型

    def __str__(self):
        return self.title

2.2 ForeignKey 参数

• to：指定外键关联的模型类。可以是另一个模型的类名或字符串（例如 'Author'）。
• on_delete：当关联对象（如作者）被删除时，当前对象（如书籍）该如何处理。常见的选项包括：
  • models.CASCADE：级联删除，删除父对象时删除所有关联的子对象。
  • models.PROTECT：阻止删除父对象，如果该对象仍被引用。
  • models.SET_NULL：将外键字段设置为 NULL（前提是该字段允许为 NULL）。
  • models.SET_DEFAULT：将外键字段设置为默认值。
  • models.SET()：可以设置一个特定的值。
• related_name：为反向关系定义名称。即通过外键模型，可以反向查询到当前模型实例的集合。默认情况下，Django 会使用模型名的小写形式加上 _set 作为反向查询的名称。
• related_query_name：用于在查询时指定反向关系的名称。
• null：如果为 True，外键可以为空。
• blank：如果为 True，字段可以在表单中为空。

例如，添加 related_name 来进行反向查询：

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

    def __str__(self):
        return self.name


class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE, related_name='books')  # 定义反向查询名称

    def __str__(self):
        return self.title

现在，如果你有一个 author 实例，你可以通过 author.books.all() 获取该作者所有的书籍：

author = Author.objects.get(id=1)
books_by_author = author.books.all()  # 获取该作者所有的书籍

2.3 外键删除选项（on_delete）

当父对象被删除时，Django 会根据你设置的 on_delete 参数来处理外键关系。以下是常用的 on_delete 选项：

• models.CASCADE：删除父对象时，删除所有引用该父对象的子对象。

  author = Author.objects.get(id=1)
  author.delete()  # 删除作者时，所有关联的书籍也会被删除
  

• models.PROTECT：如果该父对象仍被引用，禁止删除父对象。

  author = Author.objects.get(id=1)
  author.delete()  # 如果有书籍关联，删除时会引发异常
  

• models.SET_NULL：将外键字段设置为 NULL。需要确保外键字段允许 NULL。

  class Book(models.Model):
      title = models.CharField(max_length=200)
      author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.SET_NULL, null=True)
  

• models.SET_DEFAULT：将外键字段设置为默认值。

  class Book(models.Model):
      title = models.CharField(max_length=200)
      author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.SET_DEFAULT, default=1)
  

• models.SET()：你可以指定一个函数或值，当父对象删除时，外键字段会设置为指定的值。

  class Book(models.Model):
      title = models.CharField(max_length=200)
      author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.SET('Unknown Author'))
  

3. 外键和查询

在 Django 中，你可以轻松地使用外键字段进行查询。例如：

3.1 获取作者的所有书籍

author = Author.objects.get(id=1)
books = author.books.all()  # 获取该作者的所有书籍

3.2 通过书籍查找作者

book = Book.objects.get(id=1)
author = book.author  # 获取书籍的作者

3.3 使用 select_related 优化查询

如果你查询外键字段时，经常会发起额外的数据库查询。你可以使用 select_related 来一次性加载相关的外键数据，减少查询次数。

books = Book.objects.select_related('author').all()  # 一次性查询所有书籍及其对应的作者

总结

• Meta 类用于在模型中配置数据库表的选项，如表名、排序、索引等。
• 外键字段（ForeignKey）用于表示模型之间的“一对多