查询与优化

这一课你将能做到

1. 用 filter/exclude/annotate 写出等价于复杂 SQL 的 QuerySet 查询
2. 用 aggregate + F/Q 表达式完成统计分析和条件组合查询
3. 用 select_related / prefetch_related 根治 N+1 问题，并用 connection.queries 验证效果

为什么要学

ORM 写得爽，但写得不对就是性能杀手。90% 的 Django 性能问题都出在查询层：N+1 查询、没加索引、一次拉全表。学会正确用 QuerySet API 是 Django 工程师和初学者的分水岭。

和 Spring Boot 对比：Spring Data JPA 用 @Query 注解或方法名约定（findByStatusAndCreatedAtAfter），Django 用链式调用 filter().order_by()。两者最终都生成 SQL，但 Django 的查询 API 更灵活、组合性更强。

先建立图像

Python 链式调用                          生成的 SQL
────────────────────────────────────  ─────────────────────────────
Article.objects                         SELECT * FROM article
  .filter(status="published")           WHERE status = 'published'
  .exclude(author__username="admin")    AND author.username != 'admin'
  .order_by("-created_at")              ORDER BY created_at DESC
  [:10]                                 LIMIT 10

跟着做

步骤 1：双下划线 lookup 速查

Django 用双下划线 __ 表示字段查询操作符：

from blog.models import Article
from django.contrib.auth.models import User

# 等于（默认）
Article.objects.filter(status="published")

# 不等于
Article.objects.exclude(status="draft")

# 大于/小于
Article.objects.filter(views__gt=100)         # views > 100
Article.objects.filter(views__gte=100)        # views >= 100
Article.objects.filter(views__lt=1000)        # views < 1000

# 范围
Article.objects.filter(views__range=(100, 1000))   # BETWEEN 100 AND 1000

# 模糊匹配
Article.objects.filter(title__contains="Django")   # LIKE '%Django%'（区分大小写）
Article.objects.filter(title__icontains="django")  # LIKE '%django%'（不区分）
Article.objects.filter(title__startswith="Python")
Article.objects.filter(title__endswith="教程")

# IN 查询
Article.objects.filter(id__in=[1, 2, 3, 4])

# 日期查询
Article.objects.filter(created_at__year=2024)
Article.objects.filter(created_at__month=8)
Article.objects.filter(created_at__date="2024-08-01")

# 关联查询（跨表用双下划线）
Article.objects.filter(author__username="alice")           # JOIN auth_user
Article.objects.filter(category__name="Python")            # JOIN category
Article.objects.filter(tags__name__icontains="django")     # JOIN 中间表 + tag

# NULL 判断
Article.objects.filter(category__isnull=True)

# 正则匹配
Article.objects.filter(slug__regex=r"^django-\d+")