【后端】【Django DRF】Django ORM 详解：一对一、一对多、多对多

Django ORM 详解：一对一、一对多、多对多

在 Django 的 ORM（对象关系映射）中，数据库的表之间通常需要建立关联关系。最常见的三种关系是：

• 一对一（OneToOneField）：一个对象只能对应另一个对象，例如 一个用户只能有一个个人资料。
• 一对多（ForeignKey）：一个对象可以关联多个对象，但多个对象只能属于同一个，例如 一个作者可以写多本书，但一本书只能有一个作者。
• 多对多（ManyToManyField）：多个对象可以相互关联，例如 一个学生可以选多门课程，一门课程也可以有多个学生。

本文将以 循序渐进、通俗易懂 的方式，详细讲解 Django ORM 中如何使用 一对一、一对多、多对多 关系，并结合 代码示例和数据表结构 帮助你理解。

1. 一对一关系（OneToOneField）

什么是一对一？

一对一（1:1）关系，即 一个对象只能关联另一个对象，不能再关联其他对象。例如：

• 一个用户 只能有 一个个人资料，反过来也一样。
• 一个国家 只能有 一个首都，不能有多个。

模型设计

假设我们要管理用户的个人资料，每个用户只能对应一个个人资料，我们可以这样设计模型：

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User  # 导入 Django 自带的用户模型

class Profile(models.Model):
    user = models.OneToOneField(User, on_delete=models.CASCADE)  # 一对一关系
    phone = models.CharField(max_length=15, blank=True, null=True)
    address = models.TextField(blank=True, null=True)

    def __str__(self):
        return self.user.username

解释

• OneToOneField(User, on_delete=models.CASCADE)：Profile 关联 User，每个 User 只能有一个 Profile。
• on_delete=models.CASCADE：如果 User 被删除，Profile 也会被删除。

数据库表结构

Django 在 Profile 表中添加了 user_id 外键，并加上了 唯一约束：

CREATE TABLE Profile (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    user_id INTEGER UNIQUE NOT NULL,  -- 唯一外键，确保一对一关系
    phone VARCHAR(15),
    address TEXT,
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES auth_user(id) ON DELETE CASCADE
);

如何使用

创建数据

user = User.objects.create(username="john_doe")  # 创建用户
profile = Profile.objects.create(user=user, phone="123456789", address="New York")  # 关联个人资料

查询数据

# 通过 user 获取 profile
user.profile.address  

# 通过 profile 获取 user
profile.user.username  

删除数据

user.delete()  # 删除用户时，Profile 也会被删除

2. 一对多关系（ForeignKey）

什么是一对多？

一对多（1:N）关系，即 一个对象可以关联多个对象，但 多个对象只能属于一个对象。例如：

• 一个作者可以写多本书，但一本书只能有一个作者。
• 一个公司有多个员工，但一个员工只能属于一个公司。

模型设计

假设我们要管理作者和书籍，每个作者可以写多本书：

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")  # 一对多关系

    def __str__(self):
        return self.title

解释

• ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)：Book 通过外键 author 关联 Author。
• related_name="books"：这样 author.books.all() 可以直接获取该作者的所有书籍。
• on_delete=models.CASCADE：如果 Author 被删除，所有他的 Book 也会被删除。

数据库表结构

Django 在 Book 表中添加 author_id 外键：

CREATE TABLE Book (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    title VARCHAR(200),
    author_id INTEGER NOT NULL,  -- 外键
    FOREIGN KEY (author_id) REFERENCES Author(id) ON DELETE CASCADE
);

如何使用

创建数据

author = Author.objects.create(name="J.K. Rowling")
book1 = Book.objects.create(title="Harry Potter 1", author=author)
book2 = Book.objects.create(title="Harry Potter 2", author=author)

查询数据

# 获取作者的所有书籍
author.books.all()

# 获取某本书的作者
book1.author.name

3. 多对多关系（ManyToManyField）

什么是多对多？

多对多（M:N）关系，即 多个对象可以关联多个对象。例如：

• 一个学生可以选多门课程，一门课程也可以有多个学生。
• 一个用户可以加入多个群聊，一个群聊也可以有多个用户。

方法 1：Django 自动创建中间表

Django 可以 自动创建中间表 来管理多对多关系：

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

    def __str__(self):
        return self.name

class Course(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    students = models.ManyToManyField(Student, related_name="courses")  # 多对多关系

    def __str__(self):
        return self.title

自动生成的中间表

Django 自动创建 一个 隐藏的中间表：

CREATE TABLE course_students (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    student_id INTEGER NOT NULL,
    course_id INTEGER NOT NULL,
    FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES Student(id),
    FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES Course(id)
);

如何使用

添加关系

student1 = Student.objects.create(name="Alice")
course1 = Course.objects.create(title="Math")

course1.students.add(student1)

查询数据

# 获取 Alice 选修的课程
student1.courses.all()

# 获取选修 Math 课程的所有学生
course1.students.all()

方法 2：手动定义中间表

当 ManyToManyField 需要存储额外信息（如选课时间、成绩）时，需要手动创建中间表：

class Enrollment(models.Model):
    student = models.ForeignKey(Student, on_delete=models.CASCADE)
    course = models.ForeignKey(Course, on_delete=models.CASCADE)
    enrolled_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)  # 选课时间
    grade = models.CharField(max_length=5, blank=True, null=True)  # 选课成绩

查询数据

# 获取学生的选课及成绩
Enrollment.objects.filter(student=student1).values("course__title", "grade")

总结

掌握这些 ORM 关系，可以帮助你更好地设计数据库结构，提高项目的可维护性！🚀