Django Modeļu Mantošana: Abstraktie Modeļi pret Vairāku Tabulu Mantošanu

Django objektu-relāciju kartētājs (ORM) nodrošina jaudīgas funkcijas datu modelēšanai un mijiedarbībai ar datubāzēm. Viens no galvenajiem efektīva datubāzes dizaina aspektiem Django ir modeļu mantošanas izpratne un izmantošana. Tas ļauj atkārtoti izmantot kopīgus laukus un uzvedību vairākos modeļos, samazinot koda dublēšanos un uzlabojot uzturējamību. Django piedāvā divus galvenos modeļu mantošanas veidus: abstraktās bāzes klases un vairāku tabulu mantošanu. Katrai pieejai ir savi lietošanas gadījumi un ietekme uz datubāzes struktūru un vaicājumu veiktspēju. Šis raksts sniedz visaptverošu abu pieeju izpēti, sniedzot norādījumus par to, kad katru veidu izmantot un kā tos efektīvi ieviest.

Izpratne par Modeļu Mantošanu

Modeļu mantošana ir fundamentāls jēdziens objektorientētajā programmēšanā, kas ļauj jums izveidot jaunas klases (Django gadījumā – modeļus), balstoties uz jau esošajām. Jaunā klase manto vecākklases atribūtus un metodes, ļaujot paplašināt vai specializēt vecākklases uzvedību, nepārrakstot kodu. Django modeļu mantošana tiek izmantota, lai koplietotu laukus, metodes un meta opcijas starp vairākiem modeļiem.

Pareizā mantošanas veida izvēle ir būtiska, lai izveidotu labi strukturētu un efektīvu datubāzi. Nepareiza mantošanas izmantošana var radīt veiktspējas problēmas un sarežģītas datubāzes shēmas. Tāpēc ir svarīgi izprast katras pieejas nianses.

Abstraktās Bāzes Klases

Kas ir Abstraktās Bāzes Klases?

Abstraktās bāzes klases ir modeļi, kas ir paredzēti mantošanai, bet nav paredzēti tiešai instancēšanai. Tie kalpo kā paraugi citiem modeļiem, definējot kopīgus laukus un metodes, kam jābūt visos bērnu modeļos. Django abstraktu bāzes klasi definē, iestatot modeļa Meta klases atribūtu abstract uz True.

Kad modelis manto no abstraktas bāzes klases, Django kopē visus laukus un metodes, kas definēti abstraktajā bāzes klasē, bērna modelī. Tomēr pati abstraktā bāzes klase netiek izveidota kā atsevišķa tabula datubāzē. Tā ir galvenā atšķirība no vairāku tabulu mantošanas.

Kad Izmantot Abstraktās Bāzes Klases

Abstraktās bāzes klases ir ideāli piemērotas, ja jums ir kopīgu lauku kopa, ko vēlaties iekļaut vairākos modeļos, bet jums nav nepieciešams tieši vaicāt abstrakto bāzes klasi. Daži izplatīti lietošanas gadījumi ietver:

• Modeļi ar laika zīmogiem: Pievienojot created_at un updated_at laukus vairākiem modeļiem.
• Ar lietotāju saistīti modeļi: Pievienojot user lauku modeļiem, kas ir saistīti ar konkrētu lietotāju.
• Metadatu modeļi: Pievienojot tādus laukus kā title, description un keywords SEO nolūkos.

Abstraktās Bāzes Klases Piemērs

Izveidosim piemēru ar abstraktu bāzes klasi modeļiem ar laika zīmogiem:

            
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
              
            
          

Šajā piemērā TimeStampedModel ir abstrakta bāzes klase ar created_at un updated_at laukiem. Gan Article, gan Comment modeļi manto no TimeStampedModel un automātiski iegūst šos laukus. Kad jūs izpildīsiet python manage.py migrate, Django izveidos divas tabulas, Article un Comment, katrai no tām būs created_at un updated_at lauki. Pašam `TimeStampedModel` tabula netiks izveidota.

Abstraktās Bāzes Klašu Priekšrocības

• Koda atkārtota izmantošana: Izvairās no kopīgu lauku un metožu dublēšanas vairākos modeļos.
• Vienkāršota datubāzes shēma: Samazina tabulu skaitu datubāzē, jo pati abstraktā bāzes klase nav tabula.
• Uzlabota uzturējamība: Izmaiņas abstraktajā bāzes klasē automātiski atspoguļojas visos bērnu modeļos.

Abstraktās Bāzes Klašu Trūkumi

• Nav tiešas vaicāšanas iespējas: Jūs nevarat tieši vaicāt abstrakto bāzes klasi. Jūs varat vaicāt tikai bērnu modeļus.
• Ierobežots polimorfisms: Ir grūtāk vienādi apstrādāt dažādu bērnu modeļu instances, ja nepieciešams piekļūt abstraktajā klasē definētajiem kopīgajiem laukiem ar vienu vaicājumu. Jums būtu jāvaicā katrs bērna modelis atsevišķi.

Vairāku Tabulu Mantošana

Kas ir Vairāku Tabulu Mantošana?

Vairāku tabulu mantošana ir modeļu mantošanas veids, kur katram modelim mantošanas hierarhijā ir sava datubāzes tabula. Kad modelis manto no cita modeļa, izmantojot vairāku tabulu mantošanu, Django automātiski izveido viens-pret-vienu attiecību starp bērna modeli un vecākmodeli. Tas ļauj jums piekļūt gan bērna, gan vecākmodeļa laukiem, izmantojot vienu bērna modeļa instanci.

Kad Izmantot Vairāku Tabulu Mantošanu

Vairāku tabulu mantošana ir piemērota, ja vēlaties izveidot specializētus modeļus, kuriem ir skaidra "ir-a" (is-a) attiecība ar vispārīgāku modeli. Daži izplatīti lietošanas gadījumi ietver:

• Lietotāju profili: Specializētu lietotāju profilu izveide dažādiem lietotāju tipiem (piemēram, klienti, piegādātāji, administratori).
• Produktu veidi: Specializētu produktu modeļu izveide dažādiem produktu veidiem (piemēram, grāmatas, elektronika, apģērbs).
• Satura veidi: Specializētu satura modeļu izveide dažādiem satura veidiem (piemēram, raksti, emuāra ieraksti, ziņu stāsti).

Vairāku Tabulu Mantošanas Piemērs

Izveidosim piemēru ar vairāku tabulu mantošanu lietotāju profiliem:

            
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
              
            
          

Šajā piemērā gan Customer, gan Vendor modeļi manto no iebūvētā User modeļa. Django izveido trīs tabulas: auth_user (User modelim), customer un vendor. Tabulai customer būs viens-pret-vienu attiecība (netieši ForeignKey) ar auth_user tabulu. Līdzīgi, tabulai vendor būs viens-pret-vienu attiecība ar auth_user tabulu. Tas ļauj jums piekļūt standarta User laukiem (piemēram, username, email, password), izmantojot Customer un Vendor modeļu instances.

Vairāku Tabulu Mantošanas Priekšrocības

• Skaidra "ir-a" attiecība: Pārstāv skaidru hierarhisku attiecību starp modeļiem.
• Polimorfisms: Ļauj jums apstrādāt dažādu bērnu modeļu instances kā vecākmodeļa instances. Jūs varat vaicāt visus `User` objektus un saņemt rezultātus, kas ietver gan `Customer`, gan `Vendor` instances.
• Datu integritāte: Nodrošina referenciālo integritāti starp bērna un vecāktabulām, izmantojot viens-pret-vienu attiecību.

Vairāku Tabulu Mantošanas Trūkumi

• Palielināta datubāzes sarežģītība: Izveido vairāk tabulu datubāzē, kas var palielināt sarežģītību un potenciāli palēnināt vaicājumus.
• Veiktspējas virsizdevumi: Datu vaicāšana, kas aptver vairākas tabulas, var būt mazāk efektīva nekā vaicāšana vienai tabulai.
• Potenciāli lieki dati: Ja neesat uzmanīgs, jūs varat nonākt pie vienu un to pašu datu glabāšanas vairākās tabulās.

Starpniekmodeļi (Proxy Models)

Lai gan starpniekmodeļi nav tieši modeļu mantošanas veids tādā pašā nozīmē kā abstraktās bāzes klases un vairāku tabulu mantošana, tos ir vērts pieminēt šajā kontekstā. Starpniekmodelis ļauj jums mainīt modeļa uzvedību, nemainot tā datubāzes tabulu. Jūs definējat starpniekmodeli, iestatot proxy = True modeļa Meta klasē.

Kad Izmantot Starpniekmodeļus

Starpniekmodeļi ir noderīgi, ja vēlaties:

• Pievienot pielāgotas metodes modelim: Nemainot modeļa laukus vai attiecības.
• Mainīt modeļa noklusējuma kārtošanu: Konkrētiem skatiem vai kontekstiem.
• Pārvaldīt modeli ar citu Django lietotni: Saglabājot pamatā esošo datubāzes tabulu sākotnējā lietotnē.

Starpniekmodeļa Piemērs

            
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
              
            
          

Šajā piemērā PublishedArticle ir starpniekmodelis modelim Article. Tas izmanto to pašu datubāzes tabulu kā Article, bet tam ir atšķirīga noklusējuma kārtošana (ordering = ['-title']) un tas pievieno pielāgotu metodi (get_absolute_url). Jauna tabula netiek izveidota.

Pareizā Mantošanas Veida Izvēle

Nākamā tabula apkopo galvenās atšķirības starp abstraktajām bāzes klasēm un vairāku tabulu mantošanu:

Šeit ir lēmumu pieņemšanas ceļvedis, kas palīdzēs jums izvēlēties pareizo mantošanas veidu:

• Vai jums ir nepieciešams tieši vaicāt bāzes klasi? Ja jā, izmantojiet vairāku tabulu mantošanu. Ja nē, apsveriet abstraktās bāzes klases.
• Vai jūs veidojat specializētus modeļus ar skaidru "ir-a" attiecību? Ja jā, izmantojiet vairāku tabulu mantošanu.
• Vai jums galvenokārt nepieciešams koplietot kopīgus laukus un metodes? Ja jā, izmantojiet abstraktās bāzes klases.
• Vai jūs uztraucaties par datubāzes sarežģītību un veiktspējas virsizdevumiem? Ja jā, dodiet priekšroku abstraktajām bāzes klasēm.

Labākās Prakses Modeļu Mantošanai

Šeit ir dažas labākās prakses, kas jāievēro, izmantojot modeļu mantošanu Django:

• Saglabājiet mantošanas hierarhijas seklas: Dziļas mantošanas hierarhijas var kļūt grūti saprotamas un uzturamas. Ierobežojiet līmeņu skaitu savā mantošanas hierarhijā.
• Izmantojiet jēgpilnus nosaukumus: Izvēlieties aprakstošus nosaukumus saviem modeļiem un laukiem, lai uzlabotu koda lasāmību.
• Dokumentējiet savus modeļus: Pievienojiet docstrings saviem modeļiem, lai izskaidrotu to mērķi un uzvedību.
• Rūpīgi testējiet savus modeļus: Rakstiet vienībtestus, lai nodrošinātu, ka jūsu modeļi darbojas kā paredzēts.
• Apsveriet iespēju izmantot mixins: Mixins ir klases, kas nodrošina atkārtoti lietojamu funkcionalitāti, ko var pievienot vairākiem modeļiem. Dažos gadījumos tie var būt laba alternatīva mantošanai. Mixin ir klase, kas nodrošina funkcionalitāti, ko manto citas klases. Tā nav bāzes klase, bet gan modulis, kas nodrošina specifisku uzvedību. Piemēram, jūs varētu izveidot `LoggableMixin`, lai automātiski reģistrētu izmaiņas modelī.
• Pievērsiet uzmanību datubāzes veiktspējai: Izmantojiet tādus rīkus kā Django Debug Toolbar, lai analizētu vaicājumu veiktspēju un identificētu potenciālās vājās vietas.
• Apsveriet datubāzes normalizāciju: Izvairieties no vienu un to pašu datu glabāšanas vairākās vietās. Datubāzes normalizācija ir tehnika, ko izmanto, lai samazinātu dublēšanos un uzlabotu datu integritāti, organizējot datus tabulās tādā veidā, lai datubāzes integritātes ierobežojumi pareizi nodrošinātu atkarības.

Praktiski Piemēri no Visas Pasaules

Šeit ir daži globāli piemēri, kas ilustrē modeļu mantošanas izmantošanu dažādās lietojumprogrammās:

• E-komercijas Platforma (Globāla):
  • Vairāku tabulu mantošanu var izmantot, lai modelētu dažādus produktu veidus (piem., PhysicalProduct, DigitalProduct, Service). Katram produkta veidam var būt savi specifiski atribūti, vienlaikus mantojot kopīgus atribūtus, piemēram, nosaukumu, aprakstu un cenu, no bāzes Product modeļa. Tas ir īpaši noderīgi starptautiskajā e-komercijā, kur produktu variācijas regulējuma vai loģistikas dēļ prasa atšķirīgus modeļus.
  • Abstraktās bāzes klases var izmantot, lai pievienotu kopīgus laukus, piemēram, 'shipping_weight' un 'dimensions' visiem fiziskajiem produktiem, vai 'download_link' un 'file_size' visiem digitālajiem produktiem.
• Nekustamā Īpašuma Pārvaldības Sistēma (Starptautiska):
  • Vairāku tabulu mantošana var modelēt dažādus īpašumu veidus (piem., ResidentialProperty, CommercialProperty, Land). Katram veidam var būt unikāli lauki, piemēram, 'number_of_bedrooms' dzīvojamiem īpašumiem vai 'floor_area_ratio' komercīpašumiem, vienlaikus mantojot kopīgus laukus, piemēram, 'address' un 'price', no bāzes Property modeļa.
  • Abstraktās bāzes klases var pievienot kopīgus laukus, piemēram, 'listing_date' un 'available_date', lai sekotu līdzi īpašuma pieejamībai.
• Izglītības Platforma (Globāla):
  • Vairāku tabulu mantošana var pārstāvēt dažādus kursu veidus (piem., OnlineCourse, InPersonCourse, Workshop). Tiešsaistes kursiem varētu būt tādi atribūti kā 'video_url' un 'duration', savukārt klātienes kursiem varētu būt tādi atribūti kā 'location' un 'schedule', mantojot kopīgus atribūtus, piemēram, 'title' un 'description', no bāzes Course modeļa. Tas ir noderīgi dažādās izglītības sistēmās visā pasaulē, kas piedāvā dažādas pasniegšanas metodes.
  • Abstraktās bāzes klases var pievienot kopīgus laukus, piemēram, 'difficulty_level' un 'language', lai nodrošinātu konsekvenci visos kursos.

Noslēgums

Django modeļu mantošana ir jaudīgs rīks labi strukturētu un uzturamu datubāzes shēmu veidošanai. Izprotot atšķirības starp abstraktajām bāzes klasēm un vairāku tabulu mantošanu, jūs varat izvēlēties pareizo pieeju savam konkrētajam lietošanas gadījumam. Atcerieties apsvērt kompromisus starp koda atkārtotu izmantošanu, datubāzes sarežģītību un veiktspējas virsizdevumiem, pieņemot lēmumu. Šajā rakstā izklāstīto labāko prakšu ievērošana palīdzēs jums izveidot efektīvas un mērogojamas Django lietojumprogrammas.