Django QuerySet.difference() メソッドで差集合を効率的に取得

DjangoのQuerySet.difference()メソッド

QuerySet.difference()メソッドは、2つのQuerySetから共通する要素を除いた結果を返すメソッドです。つまり、2つのQuerySetの差集合を求めることができます。

使い方

QuerySet.difference()メソッドは、次の形式で使用します。

queryset1.difference(queryset2)

ここで、queryset1とqueryset2は、比較対象となるQuerySetです。

例

次の例では、AuthorモデルのQuerySetから、Bookモデルのauthorフィールドに関連付けられていないAuthorを取得しています。

authors = Author.objects.all()
books = Book.objects.all()

# authorsのうち、booksのauthorに関連付けられていないAuthor
unrelated_authors = authors.difference(books.values_list('author', flat=True))

詳細

QuerySet.difference()メソッドは、次の点に注意する必要があります。

• 比較するQuerySetは、同じモデルに基づいている必要があります。
• 主キーに基づいて比較が行われます。
• 並べ順は考慮されません。

代替方法

QuerySet.difference()メソッドの代わりに、次のような方法で差集合を求めることもできます。

• filter()メソッドとin演算子
• Pythonのsetクラス

補足

• QuerySet.difference()メソッドは、データベースレベルで処理されます。
• QuerySet.difference()メソッドは、パフォーマンスの観点から、大きなQuerySetに対して使用するときは注意が必要です。

Django QuerySet.difference() サンプルコード

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)

class Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)


# すべてのAuthor
authors = Author.objects.all()

# すべてのBook
books = Book.objects.all()

# Bookに関連付けられていないAuthor
unrelated_authors = authors.difference(books.values_list('author', flat=True))

# 結果出力
for author in unrelated_authors:
    print(author.name)

フィルタ条件を含むQuerySet

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)
    is_active = models.BooleanField(default=True)

class Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)


# アクティブなAuthor
active_authors = Author.objects.filter(is_active=True)

# すべてのBook
books = Book.objects.all()

# アクティブなAuthorのうち、Bookに関連付けられていないAuthor
unrelated_authors = active_authors.difference(books.values_list('author', flat=True))

# 結果出力
for author in unrelated_authors:
    print(author.name)

複数のQuerySetを比較

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)

class Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)

class Article(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)


# すべてのAuthor
authors = Author.objects.all()

# Bookに関連付けられたAuthor
book_authors = Book.objects.values_list('author', flat=True)

# Articleに関連付けられたAuthor
article_authors = Article.objects.values_list('author', flat=True)

# BookとArticleに関連付けられていないAuthor
unrelated_authors = authors.difference(book_authors, article_authors)

# 結果出力
for author in unrelated_authors:
    print(author.name)

重複排除

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)


# すべてのAuthor
authors = Author.objects.all()

# 重複排除
unique_authors = authors.distinct()

# 結果出力
for author in unique_authors:
    print(author.name)

主キー以外のフィールドで比較

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)
    email = models.EmailField()


# すべてのAuthor
authors = Author.objects.all()

# 特定のemailを持つAuthor
filtered_authors = Author.objects.filter(email='[email protected]')

# emailが重複していないAuthor
unique_authors = authors.difference(filtered_authors, field='email')

# 結果出力
for author in unique_authors:
    print(author.name)

カスタムQuerySet

from django.db.models import Q


class CustomQuerySet(models.QuerySet):

    def published(self):
        return self.filter(published=True)


# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)
    published = models.BooleanField(default=False)


# すべてのAuthor
authors = Author.objects.all()

# 公開されているAuthor
published_authors = authors.published()

# 公開されていないAuthor
unpublished_authors = authors.difference(published_authors)

# 結果出力
for author in unpublished_authors:
    print(author.name)

サブクエリ

# モデル定義
class Author(models.Model):

Django QuerySet.difference() 以外の方法

filter() メソッドと in 演算子

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)

class Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)


# すべてのAuthor
authors = Author.objects.all()

# Bookに関連付けられたAuthorの主キーリスト
book_author_ids = Book.objects.values_list('author_id', flat=True)

# Bookに関連付けられていないAuthor
unrelated_authors = authors.filter(~Q(id__in=book_author_ids))

# 結果出力
for author in unrelated_authors:
    print(author.name)

Python の set クラス

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)

class Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)


# すべてのAuthor
authors = Author.objects.all()

# Bookに関連付けられたAuthorのセット
book_authors = set(Book.objects.values_list('author', flat=True))

# Bookに関連付けられていないAuthorのセット
unrelated_authors = authors.difference(book_authors)

# 結果出力
for author in unrelated_authors:
    print(author.name)

外部キーによるフィルタリング

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)

class Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)


# Bookに関連付けられていないAuthor
unrelated_authors = Author.objects.filter(book__isnull=True)

# 結果出力
for author in unrelated_authors:
    print(author.name)

カスタムマネージャー

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)

class Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)


# カスタムマネージャー
class AuthorManager(models.Manager):

    def get_unrelated_authors(self):
        return self.filter(book__isnull=True)


# すべてのAuthor
authors = Author.objects.all()

# Bookに関連付けられていないAuthor
unrelated_authors = authors.get_unrelated_authors()

# 結果出力
for author in unrelated_authors:
    print(author.name)

サブクエリ

# モデル定義
class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)

class Book(models.Model):
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=255)


# Bookに関連付けられていないAuthor
unrelated_authors = Author.objects.filter(~Q(pk__in=SubquerySum(Book.objects.filter(author=OuterRef('pk')).values('author'))))

# 結果出力
for author in unrelated_authors:
    print(author.name)

これらの方法の中で、どれを選択するかは、状況によって異なります。