1. 聚合函数

如果你用原生SQL，则可以使用聚合函数来提取数据。比如提取某个商品销售的数量，那么可以使用Count，如果想要知道商品销售的平均价格，那么可以使用Avg。
聚合函数是通过aggregate方法来实现的。

from django.db import models

class Author(models.Model):
    """作者模型"""
    name = models.CharField(max_length=100)
    age = models.IntegerField()
    email = models.EmailField()

    class Meta:
        db_table = 'author'


class Publisher(models.Model):
    """出版社模型"""
    name = models.CharField(max_length=300)

    class Meta:
        db_table = 'publisher'


class Book(models.Model):
    """图书模型"""
    name = models.CharField(max_length=300)
    pages = models.IntegerField()
    price = models.FloatField()
    rating = models.FloatField()
    author = models.ForeignKey(Author,on_delete=models.CASCADE)
    publisher = models.ForeignKey(Publisher, on_delete=models.CASCADE)

    class Meta:
        db_table = 'book'


class BookOrder(models.Model):
    """图书订单模型"""
    book = models.ForeignKey("Book",on_delete=models.CASCADE)
    price = models.FloatField()

    class Meta:
        db_table = 'book_order'

1.1 聚合函数的使用

1.Avg：
求平均值。比如想要获取所有图书的价格平均值。那么可以使用以下代码实现。

from django.db.models import Avg
from django.db import connection
result = Book.objects.aggregate(Avg('price'))
print(connection.queries)       # 打印SQL语句
print(result)

以上的打印结果是：

{"price__avg":23.0}
其中price__avg的结构是根据field__avg规则构成的。如果想要修改默认的名字，那么可以将Avg赋值给一个关键字参数。

result = Book.objects.aggregate(my_avg=Avg('price'))
print(result)
那么以上的结果打印为：

{"my_avg":23}

2.Count：
获取指定的对象的个数。

from django.db.models import Count
result = Book.objects.aggregate(book_num=Count('id'))
以上的result将返回Book表中总共有多少本图书。

Count类中，还有另外一个参数叫做distinct，默认是等于False，如果是等于True，那么将去掉那些重复的值。

比如要获取作者表中所有的不重复的邮箱总共有多少个。
from djang.db.models import Count
result = Author.objects.aggregate(count=Count('email',distinct=True))

# 统计每本图书的销量
result = Book.objects.annotate(book_nums=Count("bookorder"))
for book in result:
    print("%s/%s"%(book.name,book.book_nums))

3.Max和Min：
获取指定对象的最大值和最小值。比如想要获取Author表中，最大的年龄和最小的年龄分别是多少。

from django.db.models import Max,Min
result = Author.objects.aggregate(Max('age'),Min('age'))
如果最大的年龄是88,最小的年龄是18。那么以上的result将为：
{"age__max":88,"age__min":18}

# 统计每本售卖图书的最大值和最小值
request = Book.objects.annotate(max=Max("bookorder__price"),min=Min("bookorder__price"))
print(request)

4.Sum：求指定对象的总和。比如要求图书的销售总额。

from djang.db.models import Sum

result = Book.objects.aggregate(total=Sum("price"))

# 每一本图书的销售总额
result = Book.objects.annotate(total=Sum("bookorder__price"))

# 统计2019年，销售总额
result = BookOrder.objects.filter(create_time__year=2019).aggregate(total=Sum("price"))

2. aggregate和annotate的区别

• 1·aggregate：返回使用聚合函数后的字段和值。

• 2.annotate：在原来模型字段的基础之上添加一个使用了聚合函数的字段，并且在使用聚合函数的时候，会使用当前这个模型的主键进行分组（group by）。

# 求每一本图书销售的平均价格
result = Book.objects.aggregate(avg=Avg("bookorder__price"))
print(result)
print(connection.queries)

result = Book.objects.annotate(avg=Avg("bookorder__price"))
print(result)

3.F表达式和Q表达式

• F表达式
  F表达式是用来优化ORM操作数据库的。比如我们要将公司所有员工的薪水都增加1000元，如果按照正常的流程，应该是先从数据库中提取所有的员工工资到Python内存中，然后使用Python代码在员工工资的基础之上增加1000元，最后再保存到数据库中。这里面涉及的流程就是，首先从数据库中提取数据到Python内存中，然后在Python内存中做完运算，之后再保存到数据库中。

employees = Employee.objects.all()
for employee in employees:
    employee.salary += 1000
    employee.save()

而F表达式就可以优化这个流程，他可以不需要先把数据从数据库中提取出来，计算完成后再保存回去，他可以直接执行SQL语句，就将员工的工资增加1000元。

from djang.db.models import F
Employee.objects.update(salary=F("salary")+1000)
F表达式并不会马上从数据库中获取数据，而是在生成SQL语句的时候，动态的获取传给F表达式的值。

比如如果想要获取作者中，name和email相同的作者数据。如果不使用F表达式。

authors = Author.objects.all()
for author in authors:
    if author.name == author.email:
        print(author)

如果使用F表达式，那么一行代码就可以搞定。示例代码如下：

from django.db.models import F
authors = Author.objects.filter(name=F("email"))

• Q表达式
  如果想要实现所有价格高于100元，并且评分达到9.0以上评分的图书。

books = Book.objects.filter(price__gte=100,rating__gte=9)

以上这个案例是一个并集查询，可以简单的通过传递多个条件进去来实现。
但是如果想要实现一些复杂的查询语句，比如要查询所有价格低于10元，或者是评分低于9分的图书。那就没有办法通过传递多个条件进去实现了。这时候就需要使用Q表达式来实现了。

from django.db.models import Q
books = Book.objects.filter(Q(price__lte=10) | Q(rating__lte=9))

以上是进行或运算，当然还可以进行其他的运算，比如有&和~（非）等。一些用Q表达式的例子如下：

from django.db.models import Q
# 获取id等于3的图书
books = Book.objects.filter(Q(id=3))
# 获取id等于3，或者名字中包含文字"传"的图书
books = Book.objects.filter(Q(id=3)|Q(name__contains="传"))
# 获取价格大于100，并且书名中包含"传"的图书
books = Book.objects.filter(Q(price__gte=100)&Q(name__contains="传"))
# 获取书名包含"传"，但是id不等于3的图书
books = Book.objects.filter(Q(name__contains='传') & ~Q(id=3))