# Day_3 · 面向对象 × 手写一个小 ORM

> Django 最核心的能力是 **ORM（对象关系映射）**：你定义类，Django 帮你管理数据库表。
> 打开任何 Django 项目，第一行几乎都是 `class Article(models.Model):`——
> 这一行的背后，是整片面向对象的大海。
> 今天我们不装 Django，用纯 Python 把它的 Model 一层层拆开看：
> 类、实例、继承、魔法方法、property、描述符（descriptor）。
> 全部做完，你会第一次"看穿"框架的魔法。

## 今日知识点 → 以后在 Django 里对应什么

| 今天练的 | 以后在 Django 里会看到 |
| --- | --- |
| 类定义 + 类属性 | `class Article(models.Model)`，字段就是类属性 |
| `__init__` / 实例方法 | Model 实例的构造、`.save()` / `.delete()` |
| `__str__` / `__repr__` 魔法方法 | Admin 后台显示的名称、QuerySet 打印结果 |
| 继承与 `super()` | 所有 Model 继承 `models.Model`；自定义 Manager |
| `@property`、描述符与封装 | Model 上的派生字段、字段校验（Field 机制） |

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## 题目一（必做）：设计一个 User 类

**背景**：Django 里定义一个用户模型只需要三行：

```python
class User(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    email = models.EmailField()
```

看起来像魔法，其实核心就是"类 + 类属性"。今天我们不用 Django，用纯 Python 复刻 User 类。

**要求**：

1. 类属性 `all_users = []`（模拟数据库表，用来存所有创建出来的用户）
2. `__init__(self, name, email, age)`：把三个参数存成实例属性，并把 `self` 追加进 `all_users`
3. 实例方法 `get_full_name()`：返回 `用户：<name>（<email>）`
4. 魔法方法 `__str__(self)`：返回 `self.name`（Django admin 后台显示的就是它！）
5. 魔法方法 `__repr__(self)`：返回 `User(name='zhangsan', email='zs@163.com', age=20)`
   这种"能还原出原对象"的格式

**验证**：

- 创建 3 个用户，打印 `User.all_users`
- 分别 `print` 每个用户（会触发 `__str__`）
- 用 `eval(repr(u1))` 还原出 u1 的信息，确认内容一致

**思考题（写在注释里）**：`__str__` 和 `__repr__` 到底有什么区别？
（提示：一个是"给人看的"，一个是"给开发者调试看的"——具体从使用场景和返回值要求去想。）

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## 题目二（必做）：继承 —— 复刻 models.Model

**背景**：Django 里 `Article` 没有写 `__init__`，没有写 `save()`，却能 `.save()`、能查 `objects`。
为什么？因为通用能力都在父类 `models.Model` 里，子类只需要写自己的字段。
今天我们自己写这个父类。

**要求**：

1. 定义基类 `BaseModel`：
   - 类属性 `objects = []`（模拟数据库表）
   - `save(self)`：把 `self` 追加进 `objects`，并打印 `[DB] 已保存 <类名>: <str(self)>`
   - `delete(self)`：把 `self` 从 `objects` 中移除，打印 `[DB] 已删除 <str(self)>`
   - `to_dict(self)`：把实例的所有属性转成字典（提示：`self.__dict__` 是什么？）
   - `__str__(self)`：默认返回 `<类名#id>`，比如 `<Article#1405...>`
2. 定义 `Article(BaseModel)`：`__init__` 接收 `title, content, author` 存成实例属性，
   再用 `time` 模块记录 `created_at`（形如 `2026-08-18 10:30:00`）
3. 定义 `Comment(BaseModel)`：`__init__` 接收 `content, author`
4. 全流程走一遍：创建文章和评论 → save → 遍历 `BaseModel.objects` 打印 → `to_dict()` → delete
5. 验证继承关系：`print(issubclass(Article, BaseModel))` 应为 `True`，
   `print(isinstance(a, BaseModel))` 应为 `True`

**进阶（思考 + 动手）**：如果要求"Article 保存前先打印一行日志"，而 `save()` 写在父类里，
怎么办？（提示：在子类里**重写** `save()`，先打印，再 `super().save()`。试试看输出顺序。）

**出题意图**：Django 的 Model 就是"通用逻辑放父类，子类只写自己的字段"。
理解了继承 + `super()`，你就理解了为什么 Django 模型"不写 save 却能保存"。

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## 题目三（进阶）：类属性当"字段声明"——复刻 models.CharField

**背景**：Django 里这样声明字段：

```python
class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=50)
    content = models.TextField()
```

`title` 是**类属性**，但每个实例的 `title` 值又各自不同——这是怎么做到的？
答案是 **descriptor（描述符）协议**：类属性如果是实现了 `__get__` / `__set__` 的对象，
那么对实例属性的一切读写都会先经过它。Django 的 Field 就是这种对象。

**要求**：

1. 定义字段类型类（都实现 `__get__` 和 `__set__`）：

   - `CharField(max_length)`：`__set__` 里校验"必须是字符串、长度 ≤ max_length"，否则抛 `ValueError`
   - `EmailField`：继承 `CharField`，额外校验必须含 `@` 和 `.`
   - `IntegerField(min_value, max_value)`：校验"必须是 int（注意 `True` 不算）、在范围内"

   值的存储要写到**实例自己的** `__dict__` 里；还没赋过值时返回一个哨兵对象
   （用一个模块级 `_NOT_SET = object()`）。`__get__` 里 `instance is None` 表示
   "通过类访问"，此时应返回描述符本身（这样 `Article.title` 看到的是 Field 对象，
   这正是 Django 里 `Article.title` 的行为）。

2. 写一个基类 `ModelBase`，用 `__init_subclass__`（在子类定义完成后自动调用）
   遍历子类的 `cls.__dict__`，把每个 Field 对象的 `.name` 填上它的属性名。
   这样描述符才知道自己对应哪个属性。

3. 定义 `Article(ModelBase)`，用类属性声明字段：

   ```python
   class Article(ModelBase):
       title = CharField(max_length=50)
       content = CharField(max_length=1000)
       author_email = EmailField(max_length=100)
       views = IntegerField(min_value=0)
   ```

4. 测试：
   - 正常赋值、读取，一切正常
   - `a.title = "x" * 100` → 抛 `ValueError`（超长）
   - `a.views = -5` → 抛 `ValueError`（越界）
   - `a.author_email = "not-an-email"` → 抛 `ValueError`（格式错）
   - `print(Article.title)` → 打印出的是 `CharField` 对象本身

**出题意图**：这就是 Django Field 的核心机制。做完这一题，你再去看
`models.CharField(max_length=50)` 时，看到的就不是魔法，而是你今天亲手写过的代码。

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## 完成标准

- [ ] 题目一：User 类全流程 + 想通了 `__str__` / `__repr__` 的区别
- [ ] 题目二：BaseModel + Article + Comment 全流程 + 继承验证（进阶则 +1）
- [ ] 题目三：三种 Field 的校验全部生效（难度较高，做不出来先把题目二的继承吃透）

完成后打开 `参考解答.py` 对照。

> 进度提示：Day_3 的题目三是整个系列里最难的一题，卡住很正常。
> 它对应的正是 Day_4 你真正写 Django Model 时会遇到的机制。