Django/docs/2.2.x/ref/models/database-functions

数据库函数

下面记录的类为用户提供了一种使用底层数据库提供的函数作为 Django 中的注释、聚合或过滤器的方法。 函数也是表达式，因此它们可以与聚合函数等其他表达式结合使用。

我们将在每个函数的示例中使用以下模型：

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    age = models.PositiveIntegerField(null=True, blank=True)
    alias = models.CharField(max_length=50, null=True, blank=True)
    goes_by = models.CharField(max_length=50, null=True, blank=True)

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我们通常不建议为 CharField 允许 null=True，因为这允许该字段有两个“空值”，但这对于下面的 Coalesce 示例很重要。

比较和转换函数

Cast

class Cast(expression, output_field)

强制 expression 的结果类型为 output_field 中的结果类型。

用法示例：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Cast
>>> Author.objects.create(age=25, name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.annotate(
...    age_as_float=Cast('age', output_field=FloatField()),
... ).get()
>>> print(author.age_as_float)
25.0

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Coalesce

class Coalesce(*expressions, **extra)

接受至少包含两个字段名称或表达式的列表，并返回第一个非空值（请注意，空字符串不被视为空值）。 每个参数必须是相似的类型，所以混合文本和数字会导致数据库错误。

用法示例：

>>> # Get a screen name from least to most public
>>> from django.db.models import Sum, Value as V
>>> from django.db.models.functions import Coalesce
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith', goes_by='Maggie')
>>> author = Author.objects.annotate(
...    screen_name=Coalesce('alias', 'goes_by', 'name')).get()
>>> print(author.screen_name)
Maggie

>>> # Prevent an aggregate Sum() from returning None
>>> aggregated = Author.objects.aggregate(
...    combined_age=Coalesce(Sum('age'), V(0)),
...    combined_age_default=Sum('age'))
>>> print(aggregated['combined_age'])
0
>>> print(aggregated['combined_age_default'])
None

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警告

除非显式转换为正确的数据库类型，否则在 MySQL 上传递给 Coalesce 的 Python 值可能会转换为不正确的类型：

>>> from django.db.models import DateTimeField
>>> from django.db.models.functions import Cast, Coalesce
>>> from django.utils import timezone
>>> now = timezone.now()
>>> Coalesce('updated', Cast(now, DateTimeField()))

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Greatest

class Greatest(*expressions, **extra)

接受至少包含两个字段名称或表达式的列表并返回最大值。 每个参数必须是相似的类型，所以混合文本和数字会导致数据库错误。

用法示例：

class Blog(models.Model):
    body = models.TextField()
    modified = models.DateTimeField(auto_now=True)

class Comment(models.Model):
    body = models.TextField()
    modified = models.DateTimeField(auto_now=True)
    blog = models.ForeignKey(Blog, on_delete=models.CASCADE)

>>> from django.db.models.functions import Greatest
>>> blog = Blog.objects.create(body='Greatest is the best.')
>>> comment = Comment.objects.create(body='No, Least is better.', blog=blog)
>>> comments = Comment.objects.annotate(last_updated=Greatest('modified', 'blog__modified'))
>>> annotated_comment = comments.get()

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annotated_comment.last_updated 将是 blog.modified 和 comment.modified 中最新的。

警告

当一个或多个表达式可能是 null 时，Greatest 的行为因数据库而异：

• PostgreSQL: Greatest 将返回最大的非空表达式，如果所有表达式都是 null，则返回 null。
• SQLite、Oracle 和 MySQL：如果任何表达式为 null，则 Greatest 将返回 null。

如果您知道要作为默认值提供的合理最小值，则可以使用 Coalesce 模拟 PostgreSQL 行为。

Least

class Least(*expressions, **extra)

接受至少包含两个字段名称或表达式的列表并返回最小值。 每个参数必须是相似的类型，所以混合文本和数字会导致数据库错误。

警告

当一个或多个表达式可能是 null 时，Least 的行为因数据库而异：

• PostgreSQL: Least 将返回最小的非空表达式，如果所有表达式都是 null，则返回 null。
• SQLite、Oracle 和 MySQL：如果任何表达式为 null，则 Least 将返回 null。

如果您知道要提供的合理最大值作为默认值，则可以使用 Coalesce 模拟 PostgreSQL 行为。

NullIf

class NullIf(expression1, expression2)

2.2 版中的新功能。

接受两个表达式，如果相等则返回 None，否则返回 expression1。

关于 Oracle 的注意事项

由于 Oracle 约定 ，当表达式的类型为 CharField 时，此函数返回空字符串而不是 None。

Oracle 禁止将 Value(None) 传递给 expression1，因为 Oracle 不接受 NULL 作为第一个参数。

日期函数

我们将在每个函数的示例中使用以下模型：

class Experiment(models.Model):
    start_datetime = models.DateTimeField()
    start_date = models.DateField(null=True, blank=True)
    start_time = models.TimeField(null=True, blank=True)
    end_datetime = models.DateTimeField(null=True, blank=True)
    end_date = models.DateField(null=True, blank=True)
    end_time = models.TimeField(null=True, blank=True)

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Extract

class Extract(expression, lookup_name=None, tzinfo=None, **extra)

提取日期的一个组成部分作为一个数字。

取一个表示 DateField、DateTimeField、TimeField 或 DurationField 和一个 lookup_name 的 expression，并返回lookup_name 作为 IntegerField 引用的日期的一部分。 Django 通常使用数据库的提取功能，因此您可以使用数据库支持的任何 lookup_name。 通常由 pytz 提供的 tzinfo 子类可以传递以提取特定时区中的值。

给定日期时间 2015-06-15 23:30:01.000321+00:00，内置的 lookup_names 返回：

• “年”：2015
• “iso_year”：2015
• “季度”：2
• “月”：6
• “天”：15
• “周”：25
• “week_day”：2
• “小时”：23
• “分钟”：30
• “第二个”：1

如果像 Australia/Melbourne 这样的不同时区在 Django 中处于活动状态，则在提取值之前将日期时间转换为时区。 上面示例日期中墨尔本的时区偏移为 +10:00。 此时区处于活动状态时返回的值将与上述相同，除了：

• “天”：16
• “week_day”：3
• “小时”：9

week_day 值

week_day lookup_type 的计算方式与大多数数据库和 Python 的标准函数不同。 此函数将返回 1 星期日，2 星期一，通过 7 星期六。

Python 中的等效计算是：

>>> from datetime import datetime
>>> dt = datetime(2015, 6, 15)
>>> (dt.isoweekday() % 7) + 1
2

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week 值

week lookup_type 根据ISO-8601计算，即一周从星期一开始。 一年的第一周是包含该年第一个星期四的那一周，即 第一周是一年中的大部分（四天或更多）天。 返回的值在 1 到 52 或 53 的范围内。

上面的每个 lookup_name 都有一个相应的 Extract 子类（如下所列），通常应该使用它来代替更冗长的等效项，例如 使用 ExtractYear(...) 而不是 Extract(..., lookup_name='year')。

用法示例：

>>> from datetime import datetime
>>> from django.db.models.functions import Extract
>>> start = datetime(2015, 6, 15)
>>> end = datetime(2015, 7, 2)
>>> Experiment.objects.create(
...    start_datetime=start, start_date=start.date(),
...    end_datetime=end, end_date=end.date())
>>> # Add the experiment start year as a field in the QuerySet.
>>> experiment = Experiment.objects.annotate(
...    start_year=Extract('start_datetime', 'year')).get()
>>> experiment.start_year
2015
>>> # How many experiments completed in the same year in which they started?
>>> Experiment.objects.filter(
...    start_datetime__year=Extract('end_datetime', 'year')).count()
1

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DateField 摘录

class ExtractYear(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'year'

class ExtractIsoYear(expression, tzinfo=None, **extra)

2.2 版中的新功能。

返回 ISO-8601 的周号年份。

lookup_name = 'iso_year'

class ExtractMonth(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'month'

class ExtractDay(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'day'

class ExtractWeekDay(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'week_day'

class ExtractWeek(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'week'

class ExtractQuarter(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'quarter'

这些在逻辑上等同于 Extract('date_field', lookup_name)。 每个类也是在 DateField 和 DateTimeField 上注册为 __(lookup_name) 的 Transform，例如 __year。

由于 DateField 没有时间分量，因此只有处理日期部分的 Extract 子类可以与 DateField 一起使用：

>>> from datetime import datetime
>>> from django.utils import timezone
>>> from django.db.models.functions import (
...     ExtractDay, ExtractMonth, ExtractQuarter, ExtractWeek,
...     ExtractWeekDay, ExtractIsoYear, ExtractYear,
... )
>>> start_2015 = datetime(2015, 6, 15, 23, 30, 1, tzinfo=timezone.utc)
>>> end_2015 = datetime(2015, 6, 16, 13, 11, 27, tzinfo=timezone.utc)
>>> Experiment.objects.create(
...    start_datetime=start_2015, start_date=start_2015.date(),
...    end_datetime=end_2015, end_date=end_2015.date())
>>> Experiment.objects.annotate(
...     year=ExtractYear('start_date'),
...     isoyear=ExtractIsoYear('start_date'),
...     quarter=ExtractQuarter('start_date'),
...     month=ExtractMonth('start_date'),
...     week=ExtractWeek('start_date'),
...     day=ExtractDay('start_date'),
...     weekday=ExtractWeekDay('start_date'),
... ).values('year', 'isoyear', 'quarter', 'month', 'week', 'day', 'weekday').get(
...     end_date__year=ExtractYear('start_date'),
... )
{'year': 2015, 'isoyear': 2015, 'quarter': 2, 'month': 6, 'week': 25,
 'day': 15, 'weekday': 2}

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DateTimeField 摘录

除了以下内容之外，上面列出的 DateField 的所有提取物也可以用于 DateTimeFields 。

class ExtractHour(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'hour'

class ExtractMinute(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'minute'

class ExtractSecond(expression, tzinfo=None, **extra)

;; lookup_name = 'second'

这些在逻辑上等同于 Extract('datetime_field', lookup_name)。 每个类也是一个在 DateTimeField 上注册为 __(lookup_name) 的 Transform，例如 __minute。

DateTimeField 示例：

>>> from datetime import datetime
>>> from django.utils import timezone
>>> from django.db.models.functions import (
...     ExtractDay, ExtractHour, ExtractMinute, ExtractMonth,
...     ExtractQuarter, ExtractSecond, ExtractWeek, ExtractWeekDay,
...     ExtractYear,
... )
>>> start_2015 = datetime(2015, 6, 15, 23, 30, 1, tzinfo=timezone.utc)
>>> end_2015 = datetime(2015, 6, 16, 13, 11, 27, tzinfo=timezone.utc)
>>> Experiment.objects.create(
...    start_datetime=start_2015, start_date=start_2015.date(),
...    end_datetime=end_2015, end_date=end_2015.date())
>>> Experiment.objects.annotate(
...     year=ExtractYear('start_datetime'),
...     isoyear=ExtractIsoYear('start_datetime'),
...     quarter=ExtractQuarter('start_datetime'),
...     month=ExtractMonth('start_datetime'),
...     week=ExtractWeek('start_datetime'),
...     day=ExtractDay('start_datetime'),
...     weekday=ExtractWeekDay('start_datetime'),
...     hour=ExtractHour('start_datetime'),
...     minute=ExtractMinute('start_datetime'),
...     second=ExtractSecond('start_datetime'),
... ).values(
...     'year', 'isoyear', 'month', 'week', 'day',
...     'weekday', 'hour', 'minute', 'second',
... ).get(end_datetime__year=ExtractYear('start_datetime'))
{'year': 2015, 'isoyear': 2015, 'quarter': 2, 'month': 6, 'week': 25,
 'day': 15, 'weekday': 2, 'hour': 23, 'minute': 30, 'second': 1}

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当 :setting:`USE_TZ` 为 True 时，日期时间以 UTC 格式存储在数据库中。 如果不同的时区在 Django 中处于活动状态，则在提取值之前将日期时间转换为该时区。 下面的示例转换为墨尔本时区 (UTC +10:00)，这会更改返回的天、工作日和小时值：

>>> import pytz
>>> melb = pytz.timezone('Australia/Melbourne')  # UTC+10:00
>>> with timezone.override(melb):
...    Experiment.objects.annotate(
...        day=ExtractDay('start_datetime'),
...        weekday=ExtractWeekDay('start_datetime'),
...        hour=ExtractHour('start_datetime'),
...    ).values('day', 'weekday', 'hour').get(
...        end_datetime__year=ExtractYear('start_datetime'),
...    )
{'day': 16, 'weekday': 3, 'hour': 9}

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将时区显式传递给 Extract 函数的行为方式相同，并且优先于活动时区：

>>> import pytz
>>> melb = pytz.timezone('Australia/Melbourne')
>>> Experiment.objects.annotate(
...     day=ExtractDay('start_datetime', tzinfo=melb),
...     weekday=ExtractWeekDay('start_datetime', tzinfo=melb),
...     hour=ExtractHour('start_datetime', tzinfo=melb),
... ).values('day', 'weekday', 'hour').get(
...     end_datetime__year=ExtractYear('start_datetime'),
... )
{'day': 16, 'weekday': 3, 'hour': 9}

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Now

class Now

返回执行查询时数据库服务器的当前日期和时间，通常使用 SQL CURRENT_TIMESTAMP。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Now
>>> Article.objects.filter(published__lte=Now())
<QuerySet [<Article: How to Django>]>

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PostgreSQL 的注意事项

在 PostgreSQL 上，SQL CURRENT_TIMESTAMP 返回当前事务开始的时间。 因此为了跨数据库兼容性，Now() 使用 STATEMENT_TIMESTAMP 代替。 如果您需要交易时间戳，请使用 django.contrib.postgres.functions.TransactionNow。

Trunc

class Trunc(expression, kind, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

将一个日期截断到一个重要的部分。

当您只关心某事是否发生在特定的年、小时或日，而不是确切的秒时，那么 Trunc（及其子类）可用于过滤或聚合您的数据。 例如，您可以使用 Trunc 来计算每天的销售数量。

Trunc 取单个 expression，代表一个 DateField、TimeField 或 DateTimeField，一个 kind 代表一个日期或时间部分，以及 output_field 是 DateTimeField()、TimeField() 或 DateField()。 它根据 output_field 返回日期时间、日期或时间，最多 kind 的字段设置为其最小值。 如果省略output_field，则默认为expression的output_field。 通常由 pytz 提供的 tzinfo 子类可以传递以截断特定时区中的值。

给定日期时间 2015-06-15 14:30:50.000321+00:00，内置的 kinds 返回：

• “年”：2015-01-01 00:00:00+00:00
• “季”：2015-04-01 00:00:00+00:00
• “月”：2015-06-01 00:00:00+00:00
• “周”：2015-06-15 00:00:00+00:00
• “日”：2015-06-15 00:00:00+00:00
• “小时”：2015-06-15 14:00:00+00:00
• “分钟”：2015-06-15 14:30:00+00:00
• “第二个”：2015-06-15 14:30:50+00:00

如果像 Australia/Melbourne 这样的不同时区在 Django 中处于活动状态，则日期时间会在值被截断之前转换为新时区。 上面示例日期中墨尔本的时区偏移为 +10:00。 此时区处于活动状态时返回的值将是：

• “年”：2015-01-01 00:00:00+11:00
• “季”：2015-04-01 00:00:00+10:00
• “月”：2015-06-01 00:00:00+10:00
• “周”：2015-06-16 00:00:00+10:00
• “日”：2015-06-16 00:00:00+10:00
• “小时”：2015-06-16 00:00:00+10:00
• “分钟”：2015-06-16 00:30:00+10:00
• “第二个”：2015-06-16 00:30:50+10:00

年的偏移量为 +11:00，因为结果过渡到夏令时。

上面的每个 kind 都有一个相应的 Trunc 子类（如下所列），通常应该使用它来代替更冗长的等效项，例如 使用 TruncYear(...) 而不是 Trunc(..., kind='year')。

子类都定义为转换，但它们没有注册到任何字段，因为明显的查找名称已经被 Extract 子类保留。

用法示例：

>>> from datetime import datetime
>>> from django.db.models import Count, DateTimeField
>>> from django.db.models.functions import Trunc
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=datetime(2015, 6, 15, 14, 30, 50, 321))
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=datetime(2015, 6, 15, 14, 40, 2, 123))
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=datetime(2015, 12, 25, 10, 5, 27, 999))
>>> experiments_per_day = Experiment.objects.annotate(
...    start_day=Trunc('start_datetime', 'day', output_field=DateTimeField())
... ).values('start_day').annotate(experiments=Count('id'))
>>> for exp in experiments_per_day:
...     print(exp['start_day'], exp['experiments'])
...
2015-06-15 00:00:00 2
2015-12-25 00:00:00 1
>>> experiments = Experiment.objects.annotate(
...    start_day=Trunc('start_datetime', 'day', output_field=DateTimeField())
... ).filter(start_day=datetime(2015, 6, 15))
>>> for exp in experiments:
...     print(exp.start_datetime)
...
2015-06-15 14:30:50.000321
2015-06-15 14:40:02.000123

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DateField 截断

class TruncYear(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'year'

class TruncMonth(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'month'

class TruncWeek(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

2.1 版中的新功能。

截断到每周一的午夜。

kind = 'week'

class TruncQuarter(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'quarter'

这些在逻辑上等同于 Trunc('date_field', kind)。 它们将日期的所有部分截断到 kind，这允许以较低的精度对日期进行分组或过滤。 expression 的 output_field 可以是 DateField 或 DateTimeField。

由于 DateField 没有时间分量，因此只有处理日期部分的 Trunc 子类可以与 DateField 一起使用：

>>> from datetime import datetime
>>> from django.db.models import Count
>>> from django.db.models.functions import TruncMonth, TruncYear
>>> from django.utils import timezone
>>> start1 = datetime(2014, 6, 15, 14, 30, 50, 321, tzinfo=timezone.utc)
>>> start2 = datetime(2015, 6, 15, 14, 40, 2, 123, tzinfo=timezone.utc)
>>> start3 = datetime(2015, 12, 31, 17, 5, 27, 999, tzinfo=timezone.utc)
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=start1, start_date=start1.date())
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=start2, start_date=start2.date())
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=start3, start_date=start3.date())
>>> experiments_per_year = Experiment.objects.annotate(
...    year=TruncYear('start_date')).values('year').annotate(
...    experiments=Count('id'))
>>> for exp in experiments_per_year:
...     print(exp['year'], exp['experiments'])
...
2014-01-01 1
2015-01-01 2

>>> import pytz
>>> melb = pytz.timezone('Australia/Melbourne')
>>> experiments_per_month = Experiment.objects.annotate(
...    month=TruncMonth('start_datetime', tzinfo=melb)).values('month').annotate(
...    experiments=Count('id'))
>>> for exp in experiments_per_month:
...     print(exp['month'], exp['experiments'])
...
2015-06-01 00:00:00+10:00 1
2016-01-01 00:00:00+11:00 1
2014-06-01 00:00:00+10:00 1

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DateTimeField 截断

class TruncDate(expression, **extra)

lookup_name = 'date'

output_field = DateField()

TruncDate 将 expression 转换为日期，而不是使用内置的 SQL 截断函数。 它也在 DateTimeField 上注册为 __date 的转换。

class TruncTime(expression, **extra)

lookup_name = 'time'

output_field = TimeField()

TruncTime 将 expression 转换为时间，而不是使用内置的 SQL 截断函数。 它也在 DateTimeField 上注册为 __time 的转换。

class TruncDay(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'day'

class TruncHour(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'hour'

class TruncMinute(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'minute'

class TruncSecond(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'second'

这些在逻辑上等同于 Trunc('datetime_field', kind)。 它们将日期的所有部分截断到 kind 并允许以较低的精度对日期时间进行分组或过滤。 expression 必须有 DateTimeField 的 output_field。

用法示例：

>>> from datetime import date, datetime
>>> from django.db.models import Count
>>> from django.db.models.functions import (
...     TruncDate, TruncDay, TruncHour, TruncMinute, TruncSecond,
... )
>>> from django.utils import timezone
>>> import pytz
>>> start1 = datetime(2014, 6, 15, 14, 30, 50, 321, tzinfo=timezone.utc)
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=start1, start_date=start1.date())
>>> melb = pytz.timezone('Australia/Melbourne')
>>> Experiment.objects.annotate(
...     date=TruncDate('start_datetime'),
...     day=TruncDay('start_datetime', tzinfo=melb),
...     hour=TruncHour('start_datetime', tzinfo=melb),
...     minute=TruncMinute('start_datetime'),
...     second=TruncSecond('start_datetime'),
... ).values('date', 'day', 'hour', 'minute', 'second').get()
{'date': datetime.date(2014, 6, 15),
 'day': datetime.datetime(2014, 6, 16, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'Australia/Melbourne' AEST+10:00:00 STD>),
 'hour': datetime.datetime(2014, 6, 16, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'Australia/Melbourne' AEST+10:00:00 STD>),
 'minute': 'minute': datetime.datetime(2014, 6, 15, 14, 30, tzinfo=<UTC>),
 'second': datetime.datetime(2014, 6, 15, 14, 30, 50, tzinfo=<UTC>)
}

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TimeField 截断

class TruncHour(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'hour'

class TruncMinute(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'minute'

class TruncSecond(expression, output_field=None, tzinfo=None, **extra)

;; kind = 'second'

这些在逻辑上等同于 Trunc('time_field', kind)。 它们将时间的所有部分截断到 kind，这允许以较低的精度对时间进行分组或过滤。 expression 的 output_field 可以是 TimeField 或 DateTimeField。

由于 TimeField 没有日期组件，因此只有处理时间部分的 Trunc 子类可以与 TimeField 一起使用：

>>> from datetime import datetime
>>> from django.db.models import Count, TimeField
>>> from django.db.models.functions import TruncHour
>>> from django.utils import timezone
>>> start1 = datetime(2014, 6, 15, 14, 30, 50, 321, tzinfo=timezone.utc)
>>> start2 = datetime(2014, 6, 15, 14, 40, 2, 123, tzinfo=timezone.utc)
>>> start3 = datetime(2015, 12, 31, 17, 5, 27, 999, tzinfo=timezone.utc)
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=start1, start_time=start1.time())
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=start2, start_time=start2.time())
>>> Experiment.objects.create(start_datetime=start3, start_time=start3.time())
>>> experiments_per_hour = Experiment.objects.annotate(
...    hour=TruncHour('start_datetime', output_field=TimeField()),
... ).values('hour').annotate(experiments=Count('id'))
>>> for exp in experiments_per_hour:
...     print(exp['hour'], exp['experiments'])
...
14:00:00 2
17:00:00 1

>>> import pytz
>>> melb = pytz.timezone('Australia/Melbourne')
>>> experiments_per_hour = Experiment.objects.annotate(
...    hour=TruncHour('start_datetime', tzinfo=melb),
... ).values('hour').annotate(experiments=Count('id'))
>>> for exp in experiments_per_hour:
...     print(exp['hour'], exp['experiments'])
...
2014-06-16 00:00:00+10:00 2
2016-01-01 04:00:00+11:00 1

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数学函数

2.2 版中的新功能。

我们将在数学函数示例中使用以下模型：

class Vector(models.Model):
    x = models.FloatField()
    y = models.FloatField()

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Abs

class Abs(expression, **extra)

返回一个数值字段或表达式的绝对值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Abs
>>> Vector.objects.create(x=-0.5, y=1.1)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_abs=Abs('x'), y_abs=Abs('y')).get()
>>> vector.x_abs, vector.y_abs
(0.5, 1.1)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Abs
>>> FloatField.register_lookup(Abs)
>>> # Get vectors inside the unit cube
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__abs__lt=1, y__abs__lt=1)

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ACos

class ACos(expression, **extra)

返回数字字段或表达式的反余弦值。 表达式值必须在 -1 到 1 的范围内。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import ACos
>>> Vector.objects.create(x=0.5, y=-0.9)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_acos=ACos('x'), y_acos=ACos('y')).get()
>>> vector.x_acos, vector.y_acos
(1.0471975511965979, 2.6905658417935308)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import ACos
>>> FloatField.register_lookup(ACos)
>>> # Get vectors whose arccosine is less than 1
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__acos__lt=1, y__acos__lt=1)

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ASin

class ASin(expression, **extra)

返回数值字段或表达式的反正弦。 表达式值必须在 -1 到 1 的范围内。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import ASin
>>> Vector.objects.create(x=0, y=1)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_asin=ASin('x'), y_asin=ASin('y')).get()
>>> vector.x_asin, vector.y_asin
(0.0, 1.5707963267948966)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import ASin
>>> FloatField.register_lookup(ASin)
>>> # Get vectors whose arcsine is less than 1
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__asin__lt=1, y__asin__lt=1)

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ATan

class ATan(expression, **extra)

返回一个数值字段或表达式的正切值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import ATan
>>> Vector.objects.create(x=3.12, y=6.987)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_atan=ATan('x'), y_atan=ATan('y')).get()
>>> vector.x_atan, vector.y_atan
(1.2606282660069106, 1.428638798133829)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import ATan
>>> FloatField.register_lookup(ATan)
>>> # Get vectors whose arctangent is less than 2
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__atan__lt=2, y__atan__lt=2)

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ATan2

class ATan2(expression1, expression2, **extra)

返回 expression1 / expression2 的反正切值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import ATan2
>>> Vector.objects.create(x=2.5, y=1.9)
>>> vector = Vector.objects.annotate(atan2=ATan2('x', 'y')).get()
>>> vector.atan2
0.9209258773829491

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Ceil

class Ceil(expression, **extra)

返回大于或等于一个数值字段或表达式的最小整数。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Ceil
>>> Vector.objects.create(x=3.12, y=7.0)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_ceil=Ceil('x'), y_ceil=Ceil('y')).get()
>>> vector.x_ceil, vector.y_ceil
(4.0, 7.0)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Ceil
>>> FloatField.register_lookup(Ceil)
>>> # Get vectors whose ceil is less than 10
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__ceil__lt=10, y__ceil__lt=10)

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Cos

class Cos(expression, **extra)

返回一个数值字段或表达式的余弦值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Cos
>>> Vector.objects.create(x=-8.0, y=3.1415926)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_cos=Cos('x'), y_cos=Cos('y')).get()
>>> vector.x_cos, vector.y_cos
(-0.14550003380861354, -0.9999999999999986)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Cos
>>> FloatField.register_lookup(Cos)
>>> # Get vectors whose cosine is less than 0.5
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__cos__lt=0.5, y__cos__lt=0.5)

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Cot

class Cot(expression, **extra)

返回数值字段或表达式的正切值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Cot
>>> Vector.objects.create(x=12.0, y=1.0)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_cot=Cot('x'), y_cot=Cot('y')).get()
>>> vector.x_cot, vector.y_cot
(-1.5726734063976826, 0.642092615934331)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Cot
>>> FloatField.register_lookup(Cot)
>>> # Get vectors whose cotangent is less than 1
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__cot__lt=1, y__cot__lt=1)

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Degrees

class Degrees(expression, **extra)

将数值字段或表达式从弧度转换为度。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Degrees
>>> Vector.objects.create(x=-1.57, y=3.14)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_d=Degrees('x'), y_d=Degrees('y')).get()
>>> vector.x_d, vector.y_d
(-89.95437383553924, 179.9087476710785)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Degrees
>>> FloatField.register_lookup(Degrees)
>>> # Get vectors whose degrees are less than 360
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__degrees__lt=360, y__degrees__lt=360)

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Exp

class Exp(expression, **extra)

返回 e（自然对数底）的数值字段或表达式的幂。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Exp
>>> Vector.objects.create(x=5.4, y=-2.0)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_exp=Exp('x'), y_exp=Exp('y')).get()
>>> vector.x_exp, vector.y_exp
(221.40641620418717, 0.1353352832366127)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Exp
>>> FloatField.register_lookup(Exp)
>>> # Get vectors whose exp() is greater than 10
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__exp__gt=10, y__exp__gt=10)

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Floor

class Floor(expression, **extra)

返回不大于数值字段或表达式的最大整数值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Floor
>>> Vector.objects.create(x=5.4, y=-2.3)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_floor=Floor('x'), y_floor=Floor('y')).get()
>>> vector.x_floor, vector.y_floor
(5.0, -3.0)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Floor
>>> FloatField.register_lookup(Floor)
>>> # Get vectors whose floor() is greater than 10
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__floor__gt=10, y__floor__gt=10)

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Ln

class Ln(expression, **extra)

返回一个数值字段或表达式的自然对数。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Ln
>>> Vector.objects.create(x=5.4, y=233.0)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_ln=Ln('x'), y_ln=Ln('y')).get()
>>> vector.x_ln, vector.y_ln
(1.6863989535702288, 5.4510384535657)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Ln
>>> FloatField.register_lookup(Ln)
>>> # Get vectors whose value greater than e
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__ln__gt=1, y__ln__gt=1)

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Log

class Log(expression1, expression2, **extra)

接受两个数字字段或表达式，并返回第一个字段的对数到第二个字段的基数。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Log
>>> Vector.objects.create(x=2.0, y=4.0)
>>> vector = Vector.objects.annotate(log=Log('x', 'y')).get()
>>> vector.log
2.0

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Mod

class Mod(expression1, expression2, **extra)

接受两个数值字段或表达式，并返回第一个字段除以第二个字段的余数（模数运算）。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Mod
>>> Vector.objects.create(x=5.4, y=2.3)
>>> vector = Vector.objects.annotate(mod=Mod('x', 'y')).get()
>>> vector.mod
0.8

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Pi

class Pi(**extra)

返回数学常数 π 的值。

Power

class Power(expression1, expression2, **extra)

接受两个数值字段或表达式，并将第一个字段的值提高到第二个字段的幂。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Power
>>> Vector.objects.create(x=2, y=-2)
>>> vector = Vector.objects.annotate(power=Power('x', 'y')).get()
>>> vector.power
0.25

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Radians

class Radians(expression, **extra)

将数值字段或表达式从度数转换为弧度。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Radians
>>> Vector.objects.create(x=-90, y=180)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_r=Radians('x'), y_r=Radians('y')).get()
>>> vector.x_r, vector.y_r
(-1.5707963267948966, 3.141592653589793)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Radians
>>> FloatField.register_lookup(Radians)
>>> # Get vectors whose radians are less than 1
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__radians__lt=1, y__radians__lt=1)

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Round

class Round(expression, **extra)

将数字字段或表达式四舍五入为最接近的整数。 半值是向上还是向下四舍五入取决于数据库。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Round
>>> Vector.objects.create(x=5.4, y=-2.3)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_r=Round('x'), y_r=Round('y')).get()
>>> vector.x_r, vector.y_r
(5.0, -2.0)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Round
>>> FloatField.register_lookup(Round)
>>> # Get vectors whose round() is less than 20
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__round__lt=20, y__round__lt=20)

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Sin

class Sin(expression, **extra)

返回一个数值字段或表达式的正弦值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Sin
>>> Vector.objects.create(x=5.4, y=-2.3)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_sin=Sin('x'), y_sin=Sin('y')).get()
>>> vector.x_sin, vector.y_sin
(-0.7727644875559871, -0.7457052121767203)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Sin
>>> FloatField.register_lookup(Sin)
>>> # Get vectors whose sin() is less than 0
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__sin__lt=0, y__sin__lt=0)

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Sqrt

class Sqrt(expression, **extra)

返回一个非负数值字段或表达式的平方根。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Sqrt
>>> Vector.objects.create(x=4.0, y=12.0)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_sqrt=Sqrt('x'), y_sqrt=Sqrt('y')).get()
>>> vector.x_sqrt, vector.y_sqrt
(2.0, 3.46410)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Sqrt
>>> FloatField.register_lookup(Sqrt)
>>> # Get vectors whose sqrt() is less than 5
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__sqrt__lt=5, y__sqrt__lt=5)

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Tan

class Tan(expression, **extra)

返回一个数值字段或表达式的正切值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Tan
>>> Vector.objects.create(x=0, y=12)
>>> vector = Vector.objects.annotate(x_tan=Tan('x'), y_tan=Tan('y')).get()
>>> vector.x_tan, vector.y_tan
(0.0, -0.6358599286615808)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import FloatField
>>> from django.db.models.functions import Tan
>>> FloatField.register_lookup(Tan)
>>> # Get vectors whose tangent is less than 0
>>> vectors = Vector.objects.filter(x__tan__lt=0, y__tan__lt=0)

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文本函数

Chr

class Chr(expression, **extra)

2.1 版中的新功能。

接受数字字段或表达式，并将表达式的文本表示形式作为单个字符返回。 它的工作原理与 Python 的 chr() 函数相同。

与 Length 一样，它可以注册为 IntegerField 上的变换。 默认查找名称是 chr。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Chr
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.filter(name__startswith=Chr(ord('M'))).get()
>>> print(author.name)
Margaret Smith

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Concat

class Concat(*expressions, **extra)

接受至少两个文本字段或表达式的列表并返回连接的文本。 每个参数必须是文本或字符类型。 如果你想连接一个 TextField() 和一个 CharField()，那么一定要告诉 Django output_field 应该是一个 TextField()。 在连接 Value 时，也需要指定 output_field，如下例所示。

此函数永远不会有空结果。 在 null 参数导致整个表达式为 null 的后端，Django 将确保每个 null 部分首先转换为空字符串。

用法示例：

>>> # Get the display name as "name (goes_by)"
>>> from django.db.models import CharField, Value as V
>>> from django.db.models.functions import Concat
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith', goes_by='Maggie')
>>> author = Author.objects.annotate(
...     screen_name=Concat(
...         'name', V(' ('), 'goes_by', V(')'),
...         output_field=CharField()
...     )
... ).get()
>>> print(author.screen_name)
Margaret Smith (Maggie)

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Left

class Left(expression, length, **extra)

2.1 版中的新功能。

返回给定文本字段或表达式的前 length 个字符。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Left
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.annotate(first_initial=Left('name', 1)).get()
>>> print(author.first_initial)
M

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Length

class Length(expression, **extra)

接受单个文本字段或表达式并返回该值具有的字符数。 如果表达式为空，则长度也将为空。

用法示例：

>>> # Get the length of the name and goes_by fields
>>> from django.db.models.functions import Length
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.annotate(
...    name_length=Length('name'),
...    goes_by_length=Length('goes_by')).get()
>>> print(author.name_length, author.goes_by_length)
(14, None)

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它也可以注册为转换。 例如：

>>> from django.db.models import CharField
>>> from django.db.models.functions import Length
>>> CharField.register_lookup(Length)
>>> # Get authors whose name is longer than 7 characters
>>> authors = Author.objects.filter(name__length__gt=7)

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Lower

class Lower(expression, **extra)

接受单个文本字段或表达式，并返回小写表示。

它也可以注册为一个转换，如 Length 中所述。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Lower
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.annotate(name_lower=Lower('name')).get()
>>> print(author.name_lower)
margaret smith

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LPad

class LPad(expression, length, fill_text=Value(' '), **extra)

2.1 版中的新功能。

返回用 fill_text 填充左侧的给定文本字段或表达式的值，以便结果值为 length 个字符长。 默认 fill_text 是一个空格。

用法示例：

>>> from django.db.models import Value
>>> from django.db.models.functions import LPad
>>> Author.objects.create(name='John', alias='j')
>>> Author.objects.update(name=LPad('name', 8, Value('abc')))
1
>>> print(Author.objects.get(alias='j').name)
abcaJohn

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LTrim

class LTrim(expression, **extra)

2.1 版中的新功能。

类似于 Trim，但只删除前导空格。

Ord

class Ord(expression, **extra)

2.1 版中的新功能。

接受单个文本字段或表达式，并返回该表达式第一个字符的 Unicode 代码点值。 它的工作方式类似于 Python 的 ord() 函数，但如果表达式的长度超过一个字符，则不会引发异常。

它也可以注册为一个转换，如 Length 中所述。 默认查找名称是 ord。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Ord
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.annotate(name_code_point=Ord('name')).get()
>>> print(author.name_code_point)
77

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Repeat

class Repeat(expression, number, **extra)

2.1 版中的新功能。

返回重复 number 次的给定文本字段或表达式的值。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Repeat
>>> Author.objects.create(name='John', alias='j')
>>> Author.objects.update(name=Repeat('name', 3))
1
>>> print(Author.objects.get(alias='j').name)
JohnJohnJohn

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Replace

class Replace(expression, text, replacement=Value(), **extra)

2.1 版中的新功能。

将 expression 中所有出现的 text 替换为 replacement。 默认替换文本是空字符串。 函数的参数区分大小写。

用法示例：

>>> from django.db.models import Value
>>> from django.db.models.functions import Replace
>>> Author.objects.create(name='Margaret Johnson')
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> Author.objects.update(name=Replace('name', Value('Margaret'), Value('Margareth')))
2
>>> Author.objects.values('name')
<QuerySet [{'name': 'Margareth Johnson'}, {'name': 'Margareth Smith'}]>

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Reverse

class Reverse(expression, **extra)

2.2 版中的新功能。

接受单个文本字段或表达式，并将该表达式的字符按相反顺序返回。

它也可以注册为一个转换，如 Length 中所述。 默认查找名称是 reverse。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Reverse
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.annotate(backward=Reverse('name')).get()
>>> print(author.backward)
htimS teragraM

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Right

class Right(expression, length, **extra)

2.1 版中的新功能。

返回给定文本字段或表达式的最后 length 个字符。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Right
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.annotate(last_letter=Right('name', 1)).get()
>>> print(author.last_letter)
h

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RPad

class RPad(expression, length, fill_text=Value(' '), **extra)

2.1 版中的新功能。

类似于 LPad，但焊盘在右侧。

RTrim

class RTrim(expression, **extra)

2.1 版中的新功能。

类似于 Trim，但只删除尾随空格。

StrIndex

class StrIndex(string, substring, **extra)

返回与 string 中第一次出现 substring 的 1 索引位置相对应的正整数，如果未找到 substring，则返回 0。

用法示例：

>>> from django.db.models import Value as V
>>> from django.db.models.functions import StrIndex
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> Author.objects.create(name='Smith, Margaret')
>>> Author.objects.create(name='Margaret Jackson')
>>> Author.objects.filter(name='Margaret Jackson').annotate(
...     smith_index=StrIndex('name', V('Smith'))
... ).get().smith_index
0
>>> authors = Author.objects.annotate(
...    smith_index=StrIndex('name', V('Smith'))
... ).filter(smith_index__gt=0)
<QuerySet [<Author: Margaret Smith>, <Author: Smith, Margaret>]>

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警告

在 MySQL 中，数据库表的 collation 确定字符串比较（例如该函数的 expression 和 substring）是否区分大小写。 默认情况下，比较不区分大小写。

Substr

class Substr(expression, pos, length=None, **extra)

从从位置 pos 开始的字段或表达式中返回长度为 length 的子字符串。 该位置为 1 索引，因此该位置必须大于 0。 如果 length 是 None，则将返回字符串的其余部分。

用法示例：

>>> # Set the alias to the first 5 characters of the name as lowercase
>>> from django.db.models.functions import Lower, Substr
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> Author.objects.update(alias=Lower(Substr('name', 1, 5)))
1
>>> print(Author.objects.get(name='Margaret Smith').alias)
marga

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Trim

class Trim(expression, **extra)

2.1 版中的新功能。

返回给定的文本字段或表达式的值，并去除前导和尾部的空格。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Trim
>>> Author.objects.create(name='  John  ', alias='j')
>>> Author.objects.update(name=Trim('name'))
1
>>> print(Author.objects.get(alias='j').name)
John

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Upper

class Upper(expression, **extra)

接受单个文本字段或表达式，并返回大写表示。

它也可以注册为一个转换，如 Length 中所述。

用法示例：

>>> from django.db.models.functions import Upper
>>> Author.objects.create(name='Margaret Smith')
>>> author = Author.objects.annotate(name_upper=Upper('name')).get()
>>> print(author.name_upper)
MARGARET SMITH

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窗口函数

Window 表达式中有许多函数可用于计算元素的等级或某些行的 Ntile。

CumeDist

class CumeDist(*expressions, **extra)

计算窗口或分区内某个值的累积分布。 累积分布定义为当前行之前或与之对等的行数除以帧中的总行数。

DenseRank

class DenseRank(*expressions, **extra)

相当于 Rank 但没有间隙。

FirstValue

class FirstValue(expression, **extra)

返回在窗口框架第一行的行处计算的值，如果不存在这样的值，则返回 None。

Lag

class Lag(expression, offset=1, default=None, **extra)

计算偏移offset的值，如果不存在行，则返回default。

default 必须与 expression 具有相同的类型，但是，这仅由数据库验证，而不是在 Python 中验证。

MariaDB 和 default

MariaDB 不支持 default 参数。

LastValue

class LastValue(expression, **extra)

与 FirstValue 相比，它计算给定框架子句中的最后一个值。

Lead

class Lead(expression, offset=1, default=None, **extra)

计算给定 帧 中的主值。 offset 和 default 都相对于当前行进行评估。

default 必须与 expression 具有相同的类型，但是，这仅由数据库验证，而不是在 Python 中验证。

MariaDB 和 default

MariaDB 不支持 default 参数。

NthValue

class NthValue(expression, nth=1, **extra)

计算相对于窗口内偏移量 nth（必须是正值）的行。 如果不存在行，则返回 None。

某些数据库可能会以不同的方式处理不存在的第 n 个值。 例如，对于基于字符的表达式，Oracle 返回空字符串而不是 None。 在这些情况下，Django 不做任何转换。

Ntile

class Ntile(num_buckets=1, **extra)

为 frame 子句中的每一行计算一个分区，在 1 和 num_buckets 之间尽可能均匀地分布数字。 如果行没有均匀地分成多个桶，一个或多个桶将被更频繁地表示。

PercentRank

class PercentRank(*expressions, **extra)

计算框架子句中行的百分位等级。 此计算等效于评估：

(rank - 1) / (total rows - 1)

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下表解释了行的百分位数的计算：

行 #	值	排名	计算	百分比排名
1	15	1	(1-1)/(7-1)	0.0000
2	20	2	(2-1)/(7-1)	0.1666
3	20	2	(2-1)/(7-1)	0.1666
4	20	2	(2-1)/(7-1)	0.1666
5	30	5	(5-1)/(7-1)	0.6666
6	30	5	(5-1)/(7-1)	0.6666
7	40	7	(7-1)/(7-1)	1.0000

Rank

class Rank(*expressions, **extra)

与 RowNumber 相比，此功能对窗口中的行进行排序。 计算出的排名包含差距。 使用 DenseRank 计算无间隙的秩。

RowNumber

class RowNumber(*expressions, **extra)

如果 窗口框架 没有分区，则根据框架子句的顺序或整个查询的顺序计算行号。