如何使用Python实现一个简易的ORM模型
作者：大渝
ORM(Object Relational Mapping)是一种程序设计技术，用于实现面向对象编程语言里不同类型系统的数据之间的转换。本文将介绍如何使用Python实现一个简易的ORM
本文记录下自己使用Python实现一个简易的ORM模型
使用到的知识
1、元类
2、描述器
元类
对于元类，我的理解其实也便较浅，大概是这个意思
所有的类都是使用元类来进行创建的，而所有的类的父类中必然是object（针对Python3），Python中的元类只有一个（type)，当然这里不包含自定义元类
下面我们来看下类的创建
class Test: # 定义一个类
pass
Test1 = type("Test2",(object,),{"name":"test"}) # 定义一个类
print(type(Test))
print(type(Test1))-----------------------
<class 'type'><class 'type'>
从上面可以看出创建类，其实是有两种方式，一种是通过class关键字来定义，一种是通过type来进行创建，当然常用的是使用class来进行创建了，在看最后的结果，可以看出类的类型为type。说明我们这个类就是由type来创建的
明白了这个之后我们再来梳理下怎么使用自定义元类来创建类，明白一点，自定义元类需要继承type
class MetaClass(type): # 定义一个元类
pass
class Test(metaclass=MetaClass): # 使用自定义元类来创建类
pass
print(type(Test))
--------------------------
<class '__main__.MetaClass'>
很明显可以看出Test类就是用MetaClass类创建出来的
描述器
从描述器的定义来说，只要一个类中实现了__get__、__set__、__delete__中的一个或几个，这个类的实例就可以叫描述器
下面我们来定义一个简易的描述器
class Describer:
def __set__(self, instance, value):
print("设置属性的时候会被调用")
self.value = value
def __get__(self, instance, owner):
print("获取属性的时候会被调用")
return self.value
def __delete__(self, instance):
print("删除属性的时候会被调用")
self.value = None
class Test:
name = Describer()
t = Test()
t.name = "xxxxx"
print(t.name)
----------------------
设置属性的时候会被调用
获取属性的时候会被调用
xxxxx
从上面的代码中有没有什么想法？既然__set__方法会在我们设置属性的时候会被调用，那么我们是不是可以在设置属性前对这个属性做一些操作呢？
ORM模型
ORM模型到底是个啥？ORM对于后端研发来说肯定是不陌生的，包括很多后端框架现在都自带这个模型了
ORM（Object Relational Mapping）对象关系映射
既然是对象关系映射，那对象是啥？我的理解为：Python中的类与数据库之间的映射，对数据的操作就不用编写SQL语言了，因为都封装好了，比如你想插入一条数据，你就直接创建一个对象即可，
Python ------->>>> 数据库
类名 ------->>>> 数据库中的表名
对象 ------->>>> 数据库中的一行数据
属性 ------->>>> 数据库中的字段
大致就是上面的映射关系
ORM实现步骤
1、利用描述器实现对数据库字段的类型、长度限制
2、实现Mode类，也就是Python中的类
3、利用元类实现映射关系
好，我们先利用描述器来实现对数据字段的类型，长度限制
class BaseFiled:
pass
class CharFiled(BaseFiled):
"""定义一个字符串的类型限制"""
def __init__(self, length=10):
self.length = length
def __set__(self, instance, value):
if isinstance(value, str):
if len(value) <= self.length:
self.value = value
else:
raise ValueError("length can not exceed {}".format(self.length))
else:
raise TypeError("need a str")
def __get__(self, instance, owner):
return self.value
def __delete__(self, instance):
self.value = None
class IntFiled(BaseFiled):
"""定义一个数值的类型限制"""
def __set__(self, instance, value):
if isinstance(value, int):
self.value = value
else:
raise TypeError("need a int")
def __get__(self, instance, owner):
return self.value
def __delete__(self, instance):
self.value = None
class BoolFiled(BaseFiled):
"""定义一个布尔的类型限制"""
def __set__(self, instance, value):
if isinstance(value, bool):
self.value = value
else:
raise TypeError("need a bool")
def __get__(self, instance, owner):
return self.value
def __delete__(self, instance):
self.value = None
上面实现了三种，分别是字符串、数值、布尔值的，下面在来实现元类以及模型类
class MyMateClass(type):
"""自定义一个元类"""
def __new__(cls, name: str, bases: tuple, dic: dict, *args, **kwargs):
"""
:param name: name为模型类的类名也就是数据库中的表名
:param bases: bases为一个元祖类型，里面装的是name这个类的父类
:param dic: dic为一个dict类型，装的是name这个类中的属性
:param args:
:param kwargs:
:return:
"""
if name == "BaseMode": # 判断类名是否为BaseMode，如果是则直接使用元类创建类，不做其他任何操作
return super().__new__(cls, name, bases, dic)
else:
table_name = name.lower() # 将表名变成小写
filed_dic = {} # 定义一个空的列表，用来装dic中属于BaseFiled类型的属性，因为dic中会有其他创建类时自动生成的属性，这些属性我们没必要去建立映射关系，所以需要将其剔除掉
for k, v in dic.items():
if isinstance(v, BaseFiled):
filed_dic[k] = v
dic["t_name"] = table_name # 将表名添加到dic中，实现类名与表名的映射关系
dic["filed_dict"] = filed_dic # 将属于BaseFiled类型的属性给添加到dic中，实现属性与字段的映射关系
return super().__new__(cls, name, bases, dic)
class BaseMode(metaclass=MyMateClass):
def __init__(self, **kwargs):
"""
由于每一个模型类（也就是数据库表）的属性个数不一致，所以我们需要定义一个父类来进行定义初始化的属性
:param kwargs:
"""
for k, v in kwargs.items(): # 遍历传进来的所有属性
setattr(self, k, v) # 拿到这些属性后对self（也就是类本身）进行设置属性
def save(self):
"""生成SQL语句"""
# 获取表名
table_name = self.t_name
# 获取所有的属性
fileds = self.filed_dict
dic = {} # 定义一个空字典，用来装属性名和属性值
for k, v in fileds.items():
value = getattr(self, k)
dic[k] = value
sql = "insert into {} values{}".format(table_name, tuple(dic.values()))
return sql
class User(BaseMode):
name = CharFiled()
age = IntFiled()
love = CharFiled(length=50)
live = BoolFiled()
if __name__ == '__main__':
c = User(name="lc", age=12, love="hjh", live=True)
c.save()
--------------------------
insert into user values('lc', 12, 'hjh', True)
以上就实现了一个简单的ORM模型了，这个虽然在测试开发过程中用的很少（一般都是直接用框架中封装好的），学习这个也是为了更好的理解原理，后面好学习flask以及Django。
下面贴一下完整的代码吧
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021-05-11 10:14
# @Author : cainiao
# @File : Meat.py
# @Software: PyCharm
# @Content : 实现ORM模型
class BaseFiled:
pass
class CharFiled(BaseFiled):
"""定义一个字符串的类型限制"""
def __init__(self, length=10):
self.length = length
def __set__(self, instance, value):
if isinstance(value, str):
if len(value) <= self.length:
self.value = value
else:
raise ValueError("length can not exceed {}".format(self.length))
else:
raise TypeError("need a str")
def __get__(self, instance, owner):
return self.value
def __delete__(self, instance):
self.value = None
class IntFiled(BaseFiled):
"""定义一个数值的类型限制"""
def __set__(self, instance, value):
if isinstance(value, int):
self.value = value
else:
raise TypeError("need a int")
def __get__(self, instance, owner):
return self.value
def __delete__(self, instance):
self.value = None
class BoolFiled(BaseFiled):
"""定义一个数值的类型限制"""
def __set__(self, instance, value):
if isinstance(value, bool):
self.value = value
else:
raise TypeError("need a bool")
def __get__(self, instance, owner):
return self.value
def __delete__(self, instance):
self.value = None
class MyMateClass(type):
"""自定义一个元类"""
def __new__(cls, name: str, bases: tuple, dic: dict, *args, **kwargs):
"""
:param name: name为模型类的类名也就是数据库中的表名
:param bases: bases为一个元祖类型，里面装的是name这个类的父类
:param dic: dic为一个dict类型，装的是name这个类中的属性
:param args:
:param kwargs:
:return:
"""
if name == "BaseMode": # 判断类名是否为BaseMode，如果是则直接使用元类创建类，不做其他任何操作
return super().__new__(cls, name, bases, dic)
else:
table_name = name.lower() # 将表名变成小写
filed_dic = {} # 定义一个空的列表，用来装dic中属于BaseFiled类型的属性，因为dic中会有其他创建类时自动生成的属性，这些属性我们没必要去建立映射关系，所以需要将其剔除掉
for k, v in dic.items():
if isinstance(v, BaseFiled):
filed_dic[k] = v
dic["t_name"] = table_name # 将表名添加到dic中，实现类名与表名的映射关系
dic["filed_dict"] = filed_dic # 将属于BaseFiled类型的属性给添加到dic中，实现属性与字段的映射关系
return super().__new__(cls, name, bases, dic)
class BaseMode(metaclass=MyMateClass):
def __init__(self, **kwargs):
"""
由于每一个模型类（也就是数据库表）的属性个数不一致，所以我们需要定义一个父类来进行定义初始化的属性
:param kwargs:
"""
for k, v in kwargs.items(): # 遍历传进来的所有属性
setattr(self, k, v) # 拿到这些属性后对self（也就是类本身）进行设置属性
def save(self):
"""生成SQL语句"""
# 获取表名
table_name = self.t_name
# 获取所有的属性
fileds = self.filed_dict
dic = {} # 定义一个空字典，用来装属性名和属性值
for k, v in fileds.items():
value = getattr(self, k)
dic[k] = value
sql = "insert into {} values{}".format(table_name, tuple(dic.values()))
return sql
class User(BaseMode):
name = CharFiled()
age = IntFiled()
love = CharFiled(length=50)
live = BoolFiled()
if __name__ == '__main__':
c = User(name="lc", age=12, love="hjh", live=True)
print(c.save())
# c.name="lc"
# print(c.name)
以上就是如何使用Python实现一个简易的ORM模型的详细内容，更多关于python 实现ORM模型的资料请关注脚本之家其它相关文章！