Django中分层结构的创建与管理

### Django中分层结构的创建与管理 在开发论坛、评论系统或分类系统时，我们常常需要在数据库中存储分层结构的数据。虽然关系型数据库（如MySQL或PostgreSQL）的表是扁平的，但有一种快速有效的方法可以存储分层结构，即Modified Preorder Tree Traversal（MPTT）。MPTT允许我们在不进行数据库递归调用的情况下读取树结构。下面我们将详细介绍如何在Django中使用MPTT来处理分层结构。 #### 1. MPTT工作原理 想象将树水平展开，根节点在顶部。树中的每个节点都有左右值，就像节点左右两侧的小手柄。从根节点开始逆时针遍历树，并为遇到的每个左右值标记一个数字（1, 2, 3...）。在数据库表中，每个节点有标题、左值和右值。 - **获取子树**：若要获取左值为2、右值为11的节点B的子树，需选择左值在2到11之间的所有节点，如C、D、E和F。 - **获取祖先节点**：要获取左值为5、右值为10的节点D的所有祖先节点，需选择左值小于5且右值大于10的节点，即B和A。 - **计算后代数量**：可使用公式 `descendants = (right - left - 1) / 2` 计算节点的后代数量。例如，节点B的后代数量为 `(11 - 2 - 1) / 2 = 4`。 - **节点操作**：若要将节点E附加到节点C，只需更新它们的第一个共同祖先节点B的左右值。 为了更方便地处理这些操作，Django提供了 `django-mptt` 应用，它处理这些算法并提供简单的API来管理树结构。Django CMS也使用 `django-mptt` 来管理网页。 #### 2. 创建分层类别 为了说明如何使用MPTT，我们将创建一个电影应用，其中包含分层的 `Category` 模型和与类别具有多对多关系的 `Movie` 模型。 ##### 2.1 准备工作 - 安装 `django-mptt`：在虚拟环境中运行以下命令： ```bash (myproject_env)$ pip install django-mptt ``` - 创建 `movies` 应用，并将 `movies` 和 `mptt` 添加到 `INSTALLED_APPS` 中： ```python # settings.py INSTALLED_APPS = ( # ... "mptt", "movies", ) ``` ##### 2.2 创建模型 - **Category模型**：打开 `models.py` 文件，添加一个继承自 `mptt.models.MPTTModel` 和 `CreationModificationDateMixin` 的 `Category` 模型。除了混合类的字段外，`Category` 模型还需要一个 `TreeForeignKey` 类型的 `parent` 字段和一个 `title` 字段。 ```python # movies/models.py # -*- coding: UTF-8 -*- from django.db import models from django.utils.translation import ugettext_lazy as _ from utils.models import CreationModificationDateMixin from mptt.models import MPTTModel from mptt.fields import TreeForeignKey, TreeManyToManyField class Category(MPTTModel, CreationModificationDateMixin): parent = TreeForeignKey("self", blank=True, null=True) title = models.CharField(_("Title"), max_length=200) def __unicode__(self): return self.title class Meta: ordering = ["tree_id", "lft"] verbose_name = _("Category") verbose_name_plural = _("Categories") ``` - **Movie模型**：创建一个继承自 `CreationModificationDateMixin` 的 `Movie` 模型，并包含一个 `title` 字段和一个 `TreeManyToManyField` 类型的 `categories` 字段。 ```python class Movie(CreationModificationDateMixin): title = models.CharField(_("Title"), max_length=255) categories = TreeManyToManyField(Category, verbose_name=_("Categories")) def __unicode__(self): return self.title class Meta: verbose_name = _("Movie") verbose_name_plural = _("Movies") ``` ##### 2.3 MPTTModel的作用 `MPTTModel` 混合类会为 `Category` 模型添加 `tree_id`、`lft`、`rght` 和 `level` 字段。 - `tree_id`：用于区分数据库表中的多个树，每个根类别存储在单独的树中。 - `lft` 和 `rght`：存储MPTT算法中使用的左右值。 - `level`：存储节点在树中的深度，根节点的级别为0。 此外，`MPTTModel` 混合类还添加了一些方法来导航树结构，类似于使用JavaScript导航DOM元素。以下是一些常用方法： | 方法 | 描述 | | --- | --- | | `get_ancestors(ascending=False, include_self=False)` | 获取类别祖先节点 | | `get_root()` | 获取根类别 | | `get_children()` | 获取类别直接子节点 | | `get_descendants(include_self=False)` | 获取类别所有后代节点 | | `get_descendant_count()` | 获取类别后代数量 | | `get_siblings(include_self=False)` | 获取类别所有兄弟节点 | | `get_previous_sibling()` | 获取类别上一个兄弟节点 | | `get_next_sibling()` | 获取类别下一个兄弟节点 | | `is_root_node()` | 检查类别是否为根节点 | | `is_child_node()` | 检查类别是否为子节点 | | `is_leaf_node()` | 检查类别是否为叶子节点 | #### 3. 创建类别管理界面 `django-mptt` 应用提供了一个简单的模型管理混合类，允许我们创建树结构并缩进显示。为了对树进行重新排序，我们可以使用第三方解决方案，如 `django-mptt-admin` 和 `django-mptt-tree-editor`。 ##### 3.1 使用 `django-mptt-admin` - **准备工作**： - 安装 `django-mptt-admin`：在虚拟环境中运行以下命令： ```bash (myproject_env)$ pip install django-mptt-admin ``` - 将 `django_mptt_admin` 添加到 `INSTALLED_APPS` 中： ```python # settings.py INSTALLED_APPS = ( # ... "django_mptt_admin" ) ``` - **创建管理界面**：创建一个继承自 `DjangoMpttAdmin` 的 `CategoryAdmin` 类。 ```python # movies/admin.py # -*- coding: UTF-8 -*- from django.contrib import admin from django_mptt_admin.admin import DjangoMpttAdmin from models import Category class CategoryAdmin(DjangoMpttAdmin): list_display = ["title", "created", "modified"] list_filter = ["created"] admin.site.register(Category, CategoryAdmin) ``` - **工作原理**：类别管理界面有树视图和网格视图两种模式。树视图使用 `jqTree` jQuery库进行节点操作，可以展开和折叠类别，通过拖放标题来重新排序或更改依赖关系。网格视图显示默认的类别更改列表，可用于过滤、排序或应用管理操作。 ##### 3.2 使用 `django-mptt-tree-editor` - **准备工作**： - 安装