Django Modelio Paveldėjimas: Abstrakčios Modelio Klasės ir Kelių Lentelių Paveldėjimas

Django objektinis-reliacinis susiejimas (ORM) suteikia galingas funkcijas duomenų modeliavimui ir sąveikai su duomenų bazėmis. Vienas iš pagrindinių efektyvaus duomenų bazės projektavimo aspektų Django sistemoje yra modelio paveldėjimo supratimas ir naudojimas. Tai leidžia jums pakartotinai naudoti bendrus laukus ir elgseną keliuose modeliuose, mažinant kodo dubliavimą ir gerinant palaikymą. Django siūlo du pagrindinius modelio paveldėjimo tipus: abstrakčias bazines klases ir kelių lentelių paveldėjimą. Kiekvienas metodas turi savo panaudojimo atvejus ir pasekmes duomenų bazės struktūrai bei užklausų našumui. Šis straipsnis pateikia išsamią abiejų tipų analizę, padedančią nuspręsti, kada kurį tipą naudoti ir kaip juos efektyviai įgyvendinti.

Modelio Paveldėjimo Supratimas

Modelio paveldėjimas yra pagrindinė objektinio programavimo sąvoka, leidžianti kurti naujas klases (Django atveju – modelius) remiantis jau esamomis. Nauja klasė paveldi pagrindinės klasės atributus ir metodus, leidžiant išplėsti ar specializuoti pagrindinės klasės elgseną nerašant kodo iš naujo. Django sistemoje modelio paveldėjimas naudojamas bendriems laukams, metodams ir meta parinktims dalintis tarp kelių modelių.

Tinkamo paveldėjimo tipo pasirinkimas yra labai svarbus kuriant gerai struktūrizuotą ir efektyvią duomenų bazę. Neteisingas paveldėjimo naudojimas gali sukelti našumo problemų ir sudėtingų duomenų bazės schemų. Todėl būtina suprasti kiekvieno metodo niuansus.

Abstrakčios Bazinės Klasės

Kas Yra Abstrakčios Bazinės Klasės?

Abstrakčios bazinės klasės yra modeliai, sukurti tam, kad būtų paveldimi, tačiau neketinama jų tiesiogiai kurti. Jos veikia kaip kitų modelių šablonai, apibrėžiantys bendrus laukus ir metodus, kurie turėtų būti visuose išvestiniuose modeliuose. Django sistemoje abstrakčią bazinę klasę apibrėžiate nustatydami modelio Meta klasės abstract atributą į True.

Kai modelis paveldi iš abstrakčios bazinės klasės, Django nukopijuoja visus abstrakčioje bazinėje klasėje apibrėžtus laukus ir metodus į išvestinį modelį. Tačiau pati abstrakčioji bazinė klasė nėra sukuriama kaip atskira lentelė duomenų bazėje. Tai yra pagrindinis skirtumas nuo kelių lentelių paveldėjimo.

Kada Naudoti Abstrakčias Bazines Klases

Abstrakčios bazinės klasės yra idealios, kai turite bendrų laukų rinkinį, kurį norite įtraukti į kelis modelius, bet jums nereikia tiesiogiai teikti užklausų abstrakčiai bazinei klasei. Kai kurie dažni panaudojimo atvejai:

• Laiko žymų modeliai: created_at ir updated_at laukų pridėjimas prie kelių modelių.
• Su vartotoju susiję modeliai: user lauko pridėjimas prie modelių, kurie yra susieti su konkrečiu vartotoju.
• Metaduomenų modeliai: Laukų, tokių kaip title, description ir keywords, pridėjimas SEO tikslams.

Abstrakčios Bazinės Klasės Pavyzdys

Sukurkime abstrakčios bazinės klasės pavyzdį modeliams su laiko žymomis:

            
from django.db import models

class TimeStampedModel(models.Model):
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)

    class Meta:
        abstract = True

class Article(TimeStampedModel):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()

    def __str__(self):
        return self.title

class Comment(TimeStampedModel):
    article = models.ForeignKey(Article, on_delete=models.CASCADE)
    text = models.TextField()

    def __str__(self):
        return self.text

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje TimeStampedModel yra abstrakčioji bazinė klasė su created_at ir updated_at laukais. Tiek Article, tiek Comment modeliai paveldi iš TimeStampedModel ir automatiškai gauna šiuos laukus. Kai paleisite python manage.py migrate, Django sukurs dvi lenteles, Article ir Comment, kiekvieną su created_at ir updated_at laukais. Pačiam `TimeStampedModel` modeliui lentelė nebus sukurta.

Abstrakčių Bazinių Klasių Privalumai

• Kodo pakartotinis naudojimas: Išvengiama bendrų laukų ir metodų dubliavimo keliuose modeliuose.
• Supaprastinta duomenų bazės schema: Sumažinamas lentelių skaičius duomenų bazėje, nes pati abstrakčioji bazinė klasė nėra lentelė.
• Pagerintas palaikymas: Pakeitimai abstrakčioje bazinėje klasėje automatiškai atsispindi visuose išvestiniuose modeliuose.

Abstrakčių Bazinių Klasių Trūkumai

• Jokių tiesioginių užklausų: Negalite tiesiogiai teikti užklausų abstrakčiai bazinei klasei. Galite teikti užklausas tik išvestiniams modeliams.
• Ribotas polimorfizmas: Sunkiau vienodai traktuoti skirtingų išvestinių modelių egzempliorius, jei reikia pasiekti bendrus laukus, apibrėžtus abstrakčioje klasėje, per vieną užklausą. Reikėtų teikti užklausas kiekvienam išvestiniam modeliui atskirai.

Kelių Lentelių Paveldėjimas

Kas Yra Kelių Lentelių Paveldėjimas?

Kelių lentelių paveldėjimas yra modelio paveldėjimo tipas, kai kiekvienas modelis paveldėjimo hierarchijoje turi savo duomenų bazės lentelę. Kai modelis paveldi iš kito modelio naudojant kelių lentelių paveldėjimą, Django automatiškai sukuria „vienas su vienu“ ryšį tarp išvestinio modelio ir pagrindinio modelio. Tai leidžia pasiekti tiek išvestinio, tiek pagrindinio modelio laukus per vieną išvestinio modelio egzempliorių.

Kada Naudoti Kelių Lentelių Paveldėjimą

Kelių lentelių paveldėjimas tinka, kai norite sukurti specializuotus modelius, kurie turi aiškų „yra“ (is-a) ryšį su bendresniu modeliu. Kai kurie dažni panaudojimo atvejai:

• Vartotojų profiliai: Specializuotų vartotojų profilių kūrimas skirtingų tipų vartotojams (pvz., klientams, pardavėjams, administratoriams).
• Produktų tipai: Specializuotų produktų modelių kūrimas skirtingų tipų produktams (pvz., knygoms, elektronikai, drabužiams).
• Turinio tipai: Specializuotų turinio modelių kūrimas skirtingų tipų turiniui (pvz., straipsniams, tinklaraščio įrašams, naujienoms).

Kelių Lentelių Paveldėjimo Pavyzdys

Sukurkime kelių lentelių paveldėjimo pavyzdį vartotojų profiliams:

            
from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User

class Customer(User):
    phone_number = models.CharField(max_length=20, blank=True)
    address = models.CharField(max_length=200, blank=True)

    def __str__(self):
        return self.username

class Vendor(User):
    company_name = models.CharField(max_length=100, blank=True)
    payment_terms = models.CharField(max_length=100, blank=True)

    def __str__(self):
        return self.username

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje tiek Customer, tiek Vendor modeliai paveldi iš integruoto User modelio. Django sukuria tris lenteles: auth_user (User modeliui), customer ir vendor. customer lentelė turės „vienas su vienu“ ryšį (netiesiogiai ForeignKey) su auth_user lentele. Panašiai, vendor lentelė turės „vienas su vienu“ ryšį su auth_user lentele. Tai leidžia pasiekti standartinius User laukus (pvz., username, email, password) per Customer ir Vendor modelių egzempliorius.

Kelių Lentelių Paveldėjimo Privalumai

• Aiškus „yra“ ryšys: Atspindi aiškų hierarchinį ryšį tarp modelių.
• Polimorfizmas: Leidžia traktuoti skirtingų išvestinių modelių egzempliorius kaip pagrindinio modelio egzempliorius. Galite teikti užklausas visiems `User` objektams ir gauti rezultatus, apimančius tiek `Customer`, tiek `Vendor` egzempliorius.
• Duomenų vientisumas: Užtikrina referencinį vientisumą tarp išvestinės ir pagrindinės lentelių per „vienas su vienu“ ryšį.

Kelių Lentelių Paveldėjimo Trūkumai

• Padidėjęs duomenų bazės sudėtingumas: Sukuria daugiau lentelių duomenų bazėje, o tai gali padidinti sudėtingumą ir galbūt sulėtinti užklausas.
• Našumo pridėtinės išlaidos: Užklausos, apimančios kelias lenteles, gali būti mažiau efektyvios nei užklausos vienai lentelei.
• Galimas duomenų perteklius: Jei nesate atsargūs, galite baigti saugodami tuos pačius duomenis keliose lentelėse.

Tarpiniai Modeliai (Proxy Models)

Nors tai nėra griežtai modelio paveldėjimo tipas, kaip abstrakčios bazinės klasės ir kelių lentelių paveldėjimas, tarpinius modelius verta paminėti šiame kontekste. Tarpinis modelis leidžia keisti modelio elgseną nekeičiant jo duomenų bazės lentelės. Tarpinį modelį apibrėžiate nustatydami proxy = True modelio Meta klasėje.

Kada Naudoti Tarpinius Modelius

Tarpiniai modeliai yra naudingi, kai norite:

• Pridėti pasirinktinius metodus prie modelio: nekeičiant modelio laukų ar ryšių.
• Pakeisti numatytąjį modelio rikiavimo tvarką: konkretiems rodiniams ar kontekstams.
• Valdyti modelį su kita Django programa: išlaikant pagrindinę duomenų bazės lentelę originalioje programoje.

Tarpinio Modelio Pavyzdys

            
from django.db import models

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    published = models.BooleanField(default=False)

    def __str__(self):
        return self.title

class PublishedArticle(Article):
    class Meta:
        proxy = True
        ordering = ['-title']

    def get_absolute_url(self):
        return f'/articles/{self.pk}/'

            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje PublishedArticle yra Article modelio tarpinis modelis. Jis naudoja tą pačią duomenų bazės lentelę kaip ir Article, bet turi kitokią numatytąją rikiavimo tvarką (ordering = ['-title']) ir prideda pasirinktinį metodą (get_absolute_url). Nauja lentelė nėra sukuriama.

Tinkamo Paveldėjimo Tipo Pasirinkimas

Šioje lentelėje apibendrinami pagrindiniai skirtumai tarp abstrakčių bazinių klasių ir kelių lentelių paveldėjimo:

Štai sprendimų priėmimo vadovas, padėsiantis pasirinkti tinkamą paveldėjimo tipą:

• Ar jums reikia tiesiogiai teikti užklausas bazinei klasei? Jei taip, naudokite kelių lentelių paveldėjimą. Jei ne, apsvarstykite abstrakčias bazines klases.
• Ar kuriate specializuotus modelius su aiškiu „yra“ ryšiu? Jei taip, naudokite kelių lentelių paveldėjimą.
• Ar jums pirmiausia reikia dalintis bendrais laukais ir metodais? Jei taip, naudokite abstrakčias bazines klases.
• Ar nerimaujate dėl duomenų bazės sudėtingumo ir našumo pridėtinių išlaidų? Jei taip, teikite pirmenybę abstrakčioms bazinėms klasėms.

Geriausios Modelio Paveldėjimo Praktikos

Štai keletas geriausių praktikų, kurių reikėtų laikytis naudojant modelio paveldėjimą Django sistemoje:

• Išlaikykite negilias paveldėjimo hierarchijas: Gilios paveldėjimo hierarchijos gali tapti sunkiai suprantamos ir prižiūrimos. Apribokite lygių skaičių savo paveldėjimo hierarchijoje.
• Naudokite prasmingus pavadinimus: Pasirinkite aprašomuosius pavadinimus savo modeliams ir laukams, kad pagerintumėte kodo skaitomumą.
• Dokumentuokite savo modelius: Pridėkite docstrings prie savo modelių, kad paaiškintumėte jų paskirtį ir elgseną.
• Kruopščiai testuokite savo modelius: Rašykite vienetinius testus (unit tests), kad užtikrintumėte, jog jūsų modeliai veikia kaip tikėtasi.
• Apsvarstykite galimybę naudoti primaišas (mixins): Primaišos yra klasės, teikiančios pakartotinai naudojamą funkcionalumą, kurį galima pridėti prie kelių modelių. Kai kuriais atvejais jos gali būti gera alternatyva paveldėjimui. Primaiša yra klasė, kuri suteikia funkcionalumą, kurį paveldi kitos klasės. Tai nėra bazinė klasė, o modulis, suteikiantis specifinę elgseną. Pavyzdžiui, galite sukurti `LoggableMixin`, kad automatiškai registruotumėte modelio pakeitimus.
• Atsižvelkite į duomenų bazės našumą: Naudokite įrankius, tokius kaip Django Debug Toolbar, kad analizuotumėte užklausų našumą ir nustatytumėte galimas kliūtis.
• Apsvarstykite duomenų bazės normalizavimą: Venkite saugoti tuos pačius duomenis keliose vietose. Duomenų bazės normalizavimas yra technika, naudojama siekiant sumažinti perteklių ir pagerinti duomenų vientisumą, organizuojant duomenis į lenteles taip, kad duomenų bazės vientisumo apribojimai tinkamai užtikrintų priklausomybes.

Praktiniai Pavyzdžiai Iš Viso Pasaulio

Štai keletas globalių pavyzdžių, iliustruojančių modelio paveldėjimo naudojimą įvairiose programose:

• El. prekybos platforma (visuotinis mastas):
  • Kelių lentelių paveldėjimas gali būti naudojamas modeliuoti skirtingų tipų produktus (pvz., PhysicalProduct, DigitalProduct, Service). Kiekvienas produkto tipas gali turėti savo specifinius atributus, paveldėdamas bendrus atributus, tokius kaip pavadinimas, aprašymas ir kaina, iš bazinio Product modelio. Tai ypač naudinga tarptautinėje el. prekyboje, kur produktų variantai dėl reglamentų ar logistikos reikalauja skirtingų modelių.
  • Abstrakčios bazinės klasės gali būti naudojamos pridėti bendrus laukus, tokius kaip 'shipping_weight' ir 'dimensions', prie visų fizinių produktų, arba 'download_link' ir 'file_size' prie visų skaitmeninių produktų.
• Nekilnojamojo turto valdymo sistema (tarptautinė):
  • Kelių lentelių paveldėjimas gali modeliuoti skirtingų tipų nekilnojamąjį turtą (pvz., ResidentialProperty, CommercialProperty, Land). Kiekvienas tipas gali turėti unikalių laukų, tokių kaip 'number_of_bedrooms' gyvenamosioms patalpoms arba 'floor_area_ratio' komercinėms patalpoms, paveldėdamas bendrus laukus, tokius kaip 'address' ir 'price', iš bazinio Property modelio.
  • Abstrakčios bazinės klasės gali pridėti bendrus laukus, tokius kaip 'listing_date' ir 'available_date', siekiant sekti turto prieinamumą.
• Švietimo platforma (visuotinis mastas):
  • Kelių lentelių paveldėjimas gali atspindėti skirtingų tipų kursus (pvz., OnlineCourse, InPersonCourse, Workshop). Internetiniai kursai gali turėti atributus, tokius kaip 'video_url' ir 'duration', o gyvi kursai gali turėti atributus, tokius kaip 'location' ir 'schedule', paveldėdami bendrus atributus, tokius kaip 'title' ir 'description', iš bazinio Course modelio. Tai naudinga įvairiose pasaulio švietimo sistemose, kurios siūlo skirtingus mokymo metodus.
  • Abstrakčios bazinės klasės gali pridėti bendrus laukus, tokius kaip 'difficulty_level' ir 'language', siekiant užtikrinti nuoseklumą visuose kursuose.

Išvada

Django modelio paveldėjimas yra galingas įrankis, skirtas kurti gerai struktūrizuotas ir lengvai prižiūrimas duomenų bazės schemas. Suprasdami skirtumus tarp abstrakčių bazinių klasių ir kelių lentelių paveldėjimo, galite pasirinkti tinkamą metodą savo konkrečiam panaudojimo atvejui. Priimdami sprendimą, nepamirškite atsižvelgti į kompromisus tarp kodo pakartotinio naudojimo, duomenų bazės sudėtingumo ir našumo pridėtinių išlaidų. Laikydamiesi šiame straipsnyje aprašytų geriausių praktikų, sukursite efektyvias ir mastelį keisti galinčias Django programas.