python利用元类和描述器实现ORM模型的详细步骤
作者：马儿不会跑
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，下面通过本文学习下python利用元类和描述器实现ORM模型的详细步骤，感兴趣的朋友一起看看吧
ORM模型：
ORM模型对于后端开发来说肯定是不陌生的，包括很多后端框架比如django，现在都自带这个模型了
ORM（Object Relational Mapping）对象关系映射
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，
类名 ------->>>> 数据库中的表名
属性 ------->>>> 数据库中的字段
对象 ------->>>> 数据库中的一行数据
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、实现模型类，也就是创建一张表并定义字段
3、利用元类实现映射关系
元类：
1.实例对象是通过类来创建，那类又是通过什么创建的呢？python中所有的类都是通过元类来创建类，且这个元类只有一个那就是type；
class Test:
pass
t = Test()
print(type(Test)) #类是通过元类type创建
print(type(t)) #实例对象是通过类创建
#输出-----------------------
<class 'type'>
<class '__main__.Test'>
2.除了通过class关键字创建类，我们也可以通过元类type来创建类，type作为python的内置函数，其实他也是一个类，他有两个作用：
1.传入一个变量，返回这个变量的类型；
2.创建类时，第一个参数传入类名，第二个参数传入一个元祖，指定父类，第三个参数传入字典设置类的属性或方法；
#通过元类来创建类
test1 = type("test2",(object,),{"name":"xiaoming"})
t1 = test1()
print(type(test1))
print(type(t1))
#输出---------------
<class 'type'>
<class '__main__.test2'>
自定义元类：
1.自定义一个元类，这个元类必须继承type，用这个元类创建类时，必须使用metaclass指定他的元类；
class MetaClass(type):
"""自定义一个元类，这个元类必须继承type，用这个元类创建类时，必须使用metaclass指定他的元类"""
def __new__(cls, name, bases, dic, *args, **kwargs):
return super().__new__(cls, name, bases, dic)
class Test(metaclass = MetaClass):
name = "xiaoming"
print(type(Test))
#输出----------------
<class '__main__.MetaClass'> #可以看到此时这个类创建是用我们自定义的元类创建的，而不是type创建的
描述器：
1.描述器的定义，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，那描述器有神么作用呢，在我们给描述器设置属性时，一定会调用描述器里面的—set—方法，那我们在设置属性之前是不是可以在set方法里面，做一些手脚，比如校验这个属性长度，类型等等，如果不符合要求那就抛错，如果符合那就设置成功；
class Describer:
"""
这是一个描述器，描述器一般不直接实例化对象，而是在另一个类里，给他设置属性
"""
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 = "xiaoming" #给描述器设置一个类属性
print(t.name) #获取一个类属性
#输出---------------
设置属性的时候会被调用
获取属性的时候会被调用
xiaoming
利用描述器实现对数据库字段的类型、长度限制
设置属性一定会调用描述器里面的—set—方法，再设置属性之前校验这个属性长度，类型等等，如果不符合要求那就抛错，如果符合那就设置成功；
class BaseFiled:#为什么要先定义一个父类呢，一会我们改造元类的时候会用到
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
实现模型类，也就是创建一张表并定义字段：
模型类，这些字段是通过描述器来进行长度和类型校验的
class User():
"""这是一个模型类,相当于定义了一个表名是User的表，表有三个字段name，age，love"""
name = CharFiled()
age = IntFiled()
love = CharFiled(length=50)
如果是这样的话我们给这个类实例化的时候，需要这样传值：
t1 = User() t1.name = "xiaoming" t1.age = 18 t1.love = "single"
如果我们需要一次性传入三个值得话，那就需要一个__init__来接收，但是模型类一般里面不定义init，所以我们可以给他找个父类，然后让他继承父类的init，这样我们就可以一次传入多个值，并且参数个数也不限定，优化如下：
class BaseMode():
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
class User(BaseMode):
"""第一个模型类"""
name = CharFiled()
age = IntFiled()
love = CharFiled(length=50)
t1 = User(name= "xiaoming",age=18,love="xxx")#现在我们就可以一次传入多个值，并且参数个数也不限定
class Oder(BaseMode):
"""第二个模型类"""
id = CharFiled()
count = IntFiled()
t2 = Oder(id ="a1",count = 123)
利用元类实现模型类和数据库映射关系：
其实就是创建模型类的时候，提取模型类的类名作为表名，提取模型类的属性作为字段名，存储在模型类的类属性里，然后备用，代码如下：
class MetaClass(type):
"""自定义一个元类，这个元类必须继承type，用这个元类创建类时，必须使用meteclass指定他的元类"""
def __new__(cls, name, bases, dic, *args, **kwargs):
if name == "BaseMode": # （User，Oder，BaserMode都指定了用这个元类）我们的目的是对模型类（User，Oder）进行提取操作，不对BaserMode进行操作，所以先判断类名是否为BaseMode，如果是则直接使用元类创建类，不需要提取
return super().__new__(cls, name, bases, dic)
else:
table_name = name.lower() # 提取表名，即模型类的类名，将表名变成小写
filed_dic = {} # 定义一个空的列表，用来装dic中（dic中的属性就是模型类里面我们写的字段）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（例如__开头的一些），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 # 给dic新加一个t_name的属性，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 # 给dic新加一个filed_dict的属性，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)
**创建模型类的时候，利用给他指定元类，提取了表名和字段名，我们具体要怎么用呢？**我们可以在模型类的父类里面定义一个save方法，然后用这些字段写sql，在我们创建模型类的实例后，就调用这个save方法，即可向数据库插入一条数据了，如下：
class BaseMode(metaclass=MetaClass):
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()))
print(sql)
return sql
class User(BaseMode):
name = CharFiled()
age = IntFiled()
love = CharFiled(length=50)
class Oder(BaseMode):
"""第二个模型类"""
id = CharFiled()
count = IntFiled()
t2 = Oder(id ="a1",count = 123)#实例化模型类，并调用save方法，即可向数据库插入数据
t2.save()
t1 = User(name= "xiaoming",age=18,love="xxx")
t1.save()
#输出-----------------------
insert into oder values('a1', 123)
insert into user values('xiaoming', 18, 'xxx')
至此我们的一个简单的ORM模型就定义好了，我们只需要理解原理即可，因为一个成熟的后端框架都有现成的ORM模型，例如django和flask都自带的有，最后再附上全部代码，如果有帮到你，能点个赞吗，谢谢咯~~~
class MetaClass(type):
"""自定义一个元类，这个元类必须继承type，用这个元类创建类时，必须使用meteclass指定他的元类"""
def __new__(cls, name, bases, dic, *args, **kwargs):
if name == "BaseMode": # （User，Oder，BaserMode都指定了用这个元类）我们的目的是对模型类（User，Oder）进行提取操作，不对BaserMode进行操作，所以先判断类名是否为BaseMode，如果是则直接使用元类创建类，不需要提取
return super().__new__(cls, name, bases, dic)
else:
table_name = name.lower() # 提取表名，即模型类的类名，将表名变成小写
filed_dic = {} # 定义一个空的列表，用来装dic中（dic中的属性就是模型类里面我们写的字段）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（例如__开头的一些），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 # 给dic新加一个t_name的属性，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 # 给dic新加一个filed_dict的属性，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 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 BaseMode(metaclass=MetaClass):
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()))
print(sql)
return sql
class User(BaseMode):
name = CharFiled()
age = IntFiled()
love = CharFiled(length=50)
class Oder(BaseMode):
"""第二个模型类"""
id = CharFiled()
count = IntFiled()
t2 = Oder(id ="a1",count = 123)
t2.save()
t1 = User(name= "xiaoming",age=18,love="xxx")
t1.save()
到此这篇关于python利用元类和描述器实现ORM模型的文章就介绍到这了,更多相关python ORM模型内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！