django：多对多关系中的额外字段是否有黑魔法？

Question

这是来自Django官方文档的内容：https://docs.djangoproject.com/en/dev/topics/db/models/#extra-fields-on-many-to-many-relationships

模型大概是这样的：

class Person(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=128)

    def __unicode__(self):
        return self.name

class Group(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=128)
    members = models.ManyToManyField(Person, through='Membership')

    def __unicode__(self):
        return self.name

class Membership(models.Model):
    person = models.ForeignKey(Person)
    group = models.ForeignKey(Group)
    date_joined = models.DateField()
    invite_reason = models.CharField(max_length=64)

最后，它给出了一个这样的例子：

# Find all the members of the Beatles that joined after 1 Jan 1961
>>> Person.objects.filter(
...     group__name='The Beatles',
...     membership__date_joined__gt=date(1961,1,1))
[<Person: Ringo Starr]

我想知道，Person模型是怎么知道group和membership这些属性的，因为它们并没有在这个模型里定义。难道这只是many-to-many关系和through的魔力，还是Django里某种通用的特性呢？

如果我要实现同样的查询，我觉得下面的代码更自然（从Django的ORM角度来看，而不是从业务角度）：

Membership.objects.filter(group__name='The Beatles', date_joined__gt=date(1961,1,1))).select_related('person')

补充 我又读了一遍文档，发现这种反向查询是通用的。在这一段中，https://docs.djangoproject.com/en/dev/topics/db/queries/#lookups-that-span-relationships提到：

它也可以反向工作。要引用“反向”关系，只需使用模型的小写名称。

我之前从来没有用过这种反向查询。所以第一次看到的时候，真的让我很震惊。抱歉这个讨论看起来有点傻。但我希望这能帮助那些跳过了文中那一小段的人。

Answer 1

也许你可以看看这个链接：https://docs.djangoproject.com/en/dev/topics/db/queries/，里面可能有你想要的答案。一般来说，连接（joins）是常用的操作。

Answer 2

这不是ManyToMany字段的魔法，而是Django ORM（对象关系映射）在处理外键（包括ManyToMany关系）时的通用特性。

比如，如果你有

class Musician(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=128)
    band = models.ForeignKey("Band")

class Band(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=128)
    genre = models.CharField(max_length=50)

你可以这样做：Musician.objects.filter(band__name='The Beatles')。这个查询可以通过django-debug-toolbar查看，或者在django的命令行中用：

from django.db import connection
connection.queries

这个查询会变成一个复杂的JOIN语句。ORM生成的SQL查询大概是这样的：

SELECT "appname_musician"."id", "appname_musician"."name", "appname_musician"."band_id" 
    FROM "appname_musician" 
    INNER JOIN "appname_band" ON ("appname_musician"."band_id" = "appname_band"."id") 
    WHERE "appname_band"."name" = "The Beatles";

---

补充说明：如果你执行了Band.objects.filter(musician__name = 'Ringo Starr')，ORM会把它转换成：

SELECT "appname_band"."id", "appname_band"."name", "appname_band"."genre"
    FROM "appname_band" 
    INNER JOIN "appname_musician" ON ("appname_musician"."band_id" = "appname_band"."id") 
    WHERE "appname_musician"."name" = "Ringo Starr";

ORM知道这些关系，并能把你的ORM查询转换成合适的SQL。即使Band对象里没有musician对象，你仍然可以给Django一个明确的请求：我想要所有的乐队对象，前提是有音乐家和这个乐队关联，名字是'Ringo Starr'。

我觉得你可能在想对象封装的问题（比如，乐队没有音乐家，怎么能根据这个过滤呢？）。其实这并不是黑魔法，因为过滤请求是清晰明确的——它接受的不是Band对象的成员，而是过滤的命令。例如，你可以这样做Band.objects(name__icontains = "The")，即使Band里没有name__icontains这个对象。ORM会把你的请求转换成SQL，这样执行起来很简单。

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补充说明2：你的最后一个例子：

class Musician(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=128)
    initial_band = models.ForeignKey("Band", related_name = 'initial_band_members')
    final_band = models.ForeignKey("Band", related_name = 'final_band_members')

class Band(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=128)
    genre = models.CharField(max_length=50)

try: ## create some objects
    cream,_ = Band.objects.get_or_create(name="Cream", genre="Classic Rock")
    derek, _ = Band.objects.get_or_create(name="Derek and the Dominos", genre="Classic Rock")
    beatles, _ = Band.objects.get_or_create(name="The Beatles", genre="Classic Rock")
    wings, _ = Band.objects.get_or_create(name="Wings", genre="Classic Rock")
    Musician.objects.get_or_create(name="Eric Clapton", initial_band=cream, final_band=derek)
    Musician.objects.get_or_create(name="Paul McCartney", initial_band=beatles, final_band=wings)
    Musician.objects.get_or_create(name="John Lennon", initial_band=beatles, final_band=beatles)

except:
    pass

那么像Band.objects.filter(musician__name='Paul McCartney')这样的查询就会出错（FieldError），但像Band.objects.filter(initial_band_members__name='Paul McCartney')这样的查询会返回The Beatles，并且生成的SQL如下（使用sqlite作为数据库；具体命令取决于数据库后端）：

SELECT "testing_band"."id", "testing_band"."name", "testing_band"."genre" 
  FROM "testing_band" 
  INNER JOIN "testing_musician" ON ("testing_band"."id" = "testing_musician"."final_band_id") 
  WHERE "testing_musician"."name" = Paul McCartney '