Django笔记二十三之条件表达式搜索、更新等操作

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这一篇笔记将介绍条件表达式，就是如何在 model 的使用中根据不同的条件筛选数据返回。

这个操作类似于数据库中 if elif else 的逻辑。

以下是本篇笔记的目录：

1. model 和数据准备
2. When 和 Case 操作新增字段返回
3. 条件搜索
4. 条件更新
5. 条件聚合

1、model 和数据准备

这篇笔记我们用到的 model 是 Client，放在 blog/models.py 下

以下是 Client 的 model 定义：

class Client(models.Model):
    REGULAR = 'R'
    GOLD = 'G'
    PLATINUM = 'P'
    ACCOUNT_TYPE_CHOICES = [
        (REGULAR, 'Regular'),
        (GOLD, 'Gold'),
        (PLATINUM, 'Platinum'),
    ]
    name = models.CharField(max_length=50)
    registered_on = models.DateField()
    account_type = models.CharField(
        max_length=1,
        choices=ACCOUNT_TYPE_CHOICES,
        default=REGULAR,
    )

其中 choices 的操作在前面字段类型中都有介绍到，这里不再赘述。

然后 migrate 相关操作这里不多说了，接下来插入一些数据，在 shell 中执行：

from blog.models import Client

Client.objects.create(name="client_1", registered_on="2020-01-01", account_type="R")
Client.objects.create(name="client_2", registered_on="2021-07-12", account_type="G")
Client.objects.create(name="client_3", registered_on="2022-09-20", account_type="P")
Client.objects.create(name="client_4", registered_on="2022-12-07", account_type="P")

接下来介绍我们操作的知识点。

2、When 和 Case 操作新增字段返回

我们使用的条件表达式使用的 When 和 Case 的函数，这个其实就对应于 SQL 里的 CASE 和 WHEN 函数。

我们先来说一下需求，我们在获取 Client 数据的时候，想要知道这条数据 registered_on 日期字段所在的季节，比如 1月就是 Spring，7月就是 Autumn。

怎么处理呢？

很简单，先获取 Client 数据，然后根据 registered_on 字段判断月份，比如在 1，2，3 之间就是 Spring。

这种方法是可行的，但是如果我们有另一个需求，比如说想要筛选出所有季节为 Spring 的数据呢

（这个例子其实不太恰当，因为这种操作，我们可以直接通过 filter(registered_on__month__in=[1,2,3])来筛选，但是这里我们强行要求使用filter(季节='Spring')的这种形式来操作）

那么这时候就可以用上我们的 When Case 的用法了。

在下面的操作中，我们通过判断 registered_on 字段的月份区间来得到一个新的字段：

from django.db.models import Case, Value, When
from blog.models import Client

results = Client.objects.annotate(
    season=
        Case(
            When(registered_on__month__in=[1,2,3], then=Value("Spring")),
            When(registered_on__month__in=[4,5,6], then=Value("Summer")),
            When(registered_on__month__in=[7,8,9], then=Value("Autumn")),
            When(registered_on__month__in=[10,11,12], then=Value("Winter")),
            default=Value("Spring")
        )
    )

在上面的代码中，我们通过 annotate() 来新建一个 season 字段，这个字段的值是根据 registered_on 的月份所在区间来为 season 赋值。

Case() 函数内包含了四种 When 的可能性，然后会有一个 default 默认值

在每一个 When() 函数里，前一个是个表达式，可以是这种形式，也可以是 Q() 操作的语句，then= 表示如果满足前面的表达式，那么值的内容将会是后面的值。

在值的定义里，我们这里用到了 Value() 函数，Value() 表示其值是一个字符串。

获取字段值

如果该字段取值是获取某个字段的内容，比如 Client 里的 name 字段，就不需要 Value() 函数来操作，可以直接使用：

When(registered_on__month__in=[1,2,3], then="name")

或者通过 F() 函数来取字段值：

from django.db.models import F
When(registered_on__month__in=[1,2,3], then=F("name"))

在不需要对字段内容进行操作的情况下，上面两条命令的作用是一样的

3、条件搜索

还是前面的需求，我们需要对 Client 的数据进行数据筛选，筛选出 season 为 Spring 的数据，可以在上面的操作中接着 filter()：

results = Client.objects.annotate(
    season=
        Case(
            When(registered_on__month__in=[1,2,3], then=Value("Spring")),
            When(registered_on__month__in=[4,5,6], then=Value("Summer")),
            When(registered_on__month__in=[7,8,9], then=Value("Autumn")),
            When(registered_on__month__in=[10,11,12], then=Value("Winter")),
            default=Value("Spring")
        )
    ).filter(season="Spring")

根据条件进行filter

对于 Client 这个 model，我们想实现这样的搜索条件：

如果 account_type 的值为 Client.GOLD，则 registered_on 字段搜索一个月以前的数据

如果 account_type 的值为 Client.PLATINUM，则 registered_on 字段搜索一年前的数据

对于这个需求，在之前我们怎么做？
使用 Q() 语法来连接：

from blog.models import Client
from datetime import date, timedelta
from django.db.models import Q

a_month_ago = date.today() - timedelta(days=30)
a_year_ago = date.today() - timedelta(days=365)


condition = (Q(account_type=Client.GOLD) & Q(registered_on__lte=a_month_ago))| \
    (Q(account_type= Client.PLATINUM) & Q(registered_on__lte= a_year_ago)) 

Client.objects.filter(condition)

在这里，如果用到我们的 Case 和 When 的函数也是可以的：

Client.objects.filter(
    registered_on__lte=Case(
        When(account_type=Client.GOLD, then=a_month_ago),
        When(account_type=Client.PLATINUM, then=a_year_ago)
    )
)

一个例子

之前我在工作中遇到这样一种需求，假设有一个 TestModel，有一个 field_1 的字段，他的值被有 A, B, C 三种或者还有其他的值，但其他的值我们不关心

现在需要将数据按照 B，C，A 的顺序返回结果，那么这里用到 Case 和 When 的处理方法就可以，我们可以通过条件得出一个新的字段 priority，然后 order_by("priority") 即可

处理如下：

TestModel.objects.annotate(
    priority=Case(
        When(field_1="B", then=1),
        When(field_1="C", then=2),
        When(field_1="A", then=3),
        default=4
    )
).order_by("priority")

4、条件更新

除了前面对数据进行条件的筛选，我们还可以根据条件来对数据进行更新

假设现在需求是对 registered_on 字段的年份进行条件更新：
年份为 2020年的 account_type 字段内容变为 Client.PLATINUM
年份为 2021年的 account_type 字段内容变为 Client.REGULAR

那么相应的代码应该如下：

Client.objects.update(
    account_type=Case(
        When(registered_on__year=2020, then=Value(Client.PLATINUM)),
        When(registered_on__year=2021, then=Value(Client.REGULAR)),
        default=Value(Client.GOLD)
    )
)

需要注意的是，在上面的代码中我们没有针对数据进行 filter() 操作，所以作用的是全表数据，其他非 2020 和 2021 年份的数据也会被更新，如果仅希望操作 2020 和 2021 年的数据，可以加上 filter() 的条件限制：

Client.objects.filter(registered_on__year__in=[2020, 2021]).update(
    account_type=Case(
        When(registered_on__year=2020, then=Value(Client.PLATINUM)),
        When(registered_on__year=2021, then=Value(Client.REGULAR)),
        default=Value(Client.GOLD)
    )
)

5、条件聚合

我们现在需要对数据根据条件进行聚合操作，比如 Client 这个 model，我们对其按照 account_type 分组，获取各自的总数。

代码如下：

from django.db.models import Count, Q

Client.objects.aggregate(
    regular=Count('pk', filter=(Q(account_type=Client.REGULAR))),
    gold=Count('pk', filter=Q(account_type=Client.GOLD)),
    platinum=Count('pk', filter=Q(account_type=Client.PLATINUM)),
)

返回的结果为：

{'regular': 1, 'gold': 0, 'platinum': 3}

这个操作对应于 MySQL 中的语句如下：

select count(CASE WHEN account_type='R' THEN id ELSE null end) as regular,
       count(CASE WHEN account_type='G' THEN id ELSE null end) as gold,
       count(CASE WHEN account_type='P' THEN id ELSE null end) as platinum
FROM blog_client;

我们也可以根据另一种方式来获取各自的总数数据，但是返回的结构是不一样的：

Client.objects.values("account_type").annotate(count=Count("account_type"))

返回的结果形式为：

<QuerySet [{'account_type': 'P', 'count': 3}, {'account_type': 'R', 'count': 1}]>

以上就是本篇笔记关于条件表达式的全部内容，在接下来几篇笔记中将会介绍 model 的数据库函数，大致的内容会是比较和转换函数、日期函数、数据公式、文本函数等。

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