如何在Django中基于多字段高效实现左外连接？

问题背景 #

现有如下Django模型：

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100, primary_key=True)
    date = models.CharField()
    other_field = models.CharField()
    # 注：目标SQL中用到了author.email，需确认模型是否遗漏该字段，建议补充
    # email = models.CharField(max_length=100)

class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)
    publication_date = models.CharField()

需要生成包含额外连接条件的左外连接SQL：

select title, author, name as nam from book 
left outer join author on (book.author = author.id AND book.title = author.email)

尝试使用FilteredRelation未成功，询问是否可通过Django ORM实现。

可行方案 #

方案1：使用FilteredRelation（推荐，纯ORM写法） #

FilteredRelation是Django 2.0+提供的功能，可给关联关系添加额外过滤条件，生成带多条件的左连接：

from django.db.models import FilteredRelation, Q, F

# 生成符合需求的查询集
books = Book.objects.annotate(
    # 给author关联添加额外条件：book.title = author.email
    matched_author=FilteredRelation(
        'author',
        condition=Q(author__email=F('title'))
    )
).values(
    'title',
    'author_id',  # 对应SQL中的book.author字段
    nam=F('matched_author__name')  # 别名nam对应author.name
)

该写法生成的SQL会自动包含LEFT OUTER JOIN author ON (book.author_id = author.name AND book.title = author.email)，与目标SQL结构一致。

方案2：使用extra()手动指定连接 #

如果需要更贴近原生SQL的写法，可使用extra()直接定义连接表、条件和字段别名：

books = Book.objects.extra(
    tables=['author'],
    where=['book.author_id = author.name AND book.title = author.email'],
    select={'nam': 'author.name'}
).values('title', 'author_id', 'nam')

方案3：原生SQL查询 #

如果上述ORM写法无法满足需求，可直接使用raw()执行原生SQL：

books = Book.objects.raw('''
    select title, author_id as author, name as nam from book 
    left outer join author on (book.author_id = author.name AND book.title = author.email)
''')

注意事项 #

• 目标SQL中用到author.email，但当前Author模型未定义该字段，需补充字段或调整条件中的字段名。
• Django ForeignKey默认存储关联主键的字段名为{关联模型名}_id，即book.author_id对应Author的主键name（因为Author将name设为primary_key）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Abdul Rahman.