DailyChallenge_ProgrammingDepartment/Day_3

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：

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：

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：

   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。