编写一个ORM框架

ORM全称“Object Relational Mapping”，即对象-关系映射，就是把关系数据库的一行映射为一个对象，也就是一个类对应一个表，这样，写代码更简单，不用直接操作SQL语句。

要编写一个ORM框架，所有的类都只能动态定义，因为只有使用者才能根据表的结构定义出对应的类来。

编写底层模块的第一步，就是先把调用接口写出来。比如，使用者如果使用这个ORM框架，想定义一个User类来操作对应的数据库表User，我们期待他写出这样的代码：

class User(Model):    # 定义类的属性到列的映射：    id = IntegerField('id')    name = StringField('username')    email = StringField('email')    password = StringField('password')# 创建一个实例：u = User(id=12345, name='Michael', email='[e-mail]', password='my-pwd')# 保存到数据库：u.save()

其中，父类Model和属性类型StringField、IntegerField是由ORM框架提供的，剩下的魔术方法比如save()全部由元类metaclass自动完成。虽然元类metaclass的编写会比较复杂，但ORM的使用者用起来却异常简单。

现在，我们就按上面的接口来实现该ORM。

首先来定义Field类，它负责保存数据库表的字段名和字段类型：

# -*- coding:utf-8 -*-#定义Field类,负责保存数据库表的字段类型和字段名字class Field(object):    #表的字段包括名字,类型,是否为表的主键或者默认值    def __init__(self, name, column_type):        self.name = name    #当打印数据库表时候,输出表的信息,类名,字段名字,默认值    def __str__(self):        return ('<%s: %s>' % (self.__class__.__name__, self.name))

在Field的基础上,进一步定义各种类型的衍生Field,比如StringField,IntegerField等等,表的不同列的字段的类型不一样

class StringField(Field):    def __init__(self, name'):        super(StringField, self).__init__(name, 'varchar(100)')class IntegerField(Field):    def __init__(self, name):        super(IntegerField, self).__init__(name, 'bigint')

下一步，就是编写最复杂的Model的元类ModelMetaclass了
所有的元类都继承自type

ModelMetaclass元类定义了所有Model基类(继承ModelMetaclass)的子类实现的操作

-*-ModelMetaclass的工作主要是为一个数据库表映射成一个封装的类做准备：
读取具体子类(user)的映射信息
创造类的时候，排除对Model类的修改
在当前类中查找所有的类属性(attrs)，如果找到Field属性，就将其保存到mappings的dict中，同时从类属性中删除Field(防止实例属性遮住类的同名属性)
将数据库表名保存到table中

完成这些工作就可以在Model中定义各种数据库的操作方法

class ModelMetaclass(type):    # __new__控制__init__的执行，所以在其执行之前    # cls:代表要__init__的类，此参数在实例化时由Python解释器自动提供(例如下文的User和Model)    # bases：代表继承父类的集合    # attrs：类的方法集合    def __new__(cls, name, bases, attrs):        #排除Model        if name == 'Model':            return type.__new__(cls, name, bases, attrs)        print('find model; %s' % name)        # 获取Field和主键名        mappings = dict()        # 此处的k是类的一个属性，v是这个属性在数据库中对应的Field列表属性        for k, v in attrs.items():            # Field 属性            if isinstance(v, Field):                print('Found mapping: %s ==> %s' % (k, v))                mappings[k] = v        # 从类属性中删除Field属性        for k in mappings.keys():            attrs.pop(k)        attrs['__mappings__'] = mapping #保存属性和列的映射关系        attrs['__table__'] = name #假设表名和类名一致,保存表名        return type.__new__(cls, name, bases, attrs)

以及基类Model：

# 定义ORM所有映射的基类：Model# Model类的任意子类可以映射一个数据库表# Model类可以看作是对所有数据库表操作的基本定义的映射# 基于字典查询形式# Model从dict继承，拥有字典的所有功能，同时实现特殊方法__getattr__和__setattr__，能够实现属性操作# 实现数据库操作的所有方法，定义为class方法，所有继承自Model都具有数据库操作方法class Model(dict, metaclass=ModelMetaclass):    def __init__(self, **kw):        super(Model, self).__init__(**kw)    def __getattr__(self, key):        try:            return self[key]        except KeyError:            raise AttributeError(r"'Model' object hao no attribute '%s'" % key)    def __setattr__(self, key, value):        self[key] = value    def save(self):        fields = []        params = []        args = []        for k, v in self.__mappings__.items():            fields.append(v.name)            params.append('?')            args.append(getattr(self, k, None))        sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__, ','.join(fields), ','.join(params))        print ('SQL: %s', % sql)        print ('ARGS: %s' % str(args))

当用户定义一个class User(Model)时，Python解释器首先在当前类User的定义中查找metaclass，如果没有找到，就继续在父类Model中查找metaclass，找到了，就使用Model中定义的metaclass的ModelMetaclass来创建User类，也就是说，metaclass可以隐式地继承到子类，但子类自己却感觉不到。

在ModelMetaclass中，一共做了几件事情：

排除掉对Model类的修改；

在当前类（比如User）中查找定义的类的所有属性，如果找到一个Field属性，就把它保存到一个mappings的dict中，同时从类属性中删除该Field属性，否则，容易造成运行时错误（实例的属性会遮盖类的同名属性）；

把表名保存到table中，这里简化为表名默认为类名。

在Model类中，就可以定义各种操作数据库的方法，比如save()，delete()，find()，update等等。

我们实现了save()方法，把一个实例保存到数据库中。因为有表名，属性到字段的映射和属性值的集合，就可以构造出INSERT语句。

编写代码试试：

u = User(id=12345, name=’Michael’, email=’[e-mail]’, password=’my-pwd’)
u.save()

整理自:
http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/0014319106919344c4ef8b1e04c48778bb45796e0335839000

http://lib.csdn.net/snippet/python/47292