Django中按指定顺序获取QuerySet并补全不存在项为None的方法

现有Django模型及测试数据如下：

class Book(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=10)


Book.objects.bulk_create([
    Book(name='A'),
    Book(name='B'),
    Book(name='C'),
])


book_names = ['C', 'D', 'A', 'B']

# 期望函数输出
# >>> [Book(name='C'), None, Book(name='A'), Book(name='B')]

需求：实现一个函数，传入模型特定字段的取值列表后，返回与列表顺序完全一致的模型对象，字段值不存在时返回None，要求仅通过单次Django ORM查询实现，避免循环查询数据库。

当前已实现按顺序获取存在的对象，但无法补全不存在项为None：

preserved = Case(*[When(name=name, then=pos) for pos, name in enumerate(book_names)])
Book.objects.filter(name__in=book_names).order_by(preserved)
# >>> [Book(name='C'), Book(name='A'), Book(name='B')]

推荐实现方式（简洁高效，兼容所有数据库） #

数据库本身不会返回不存在的记录，因此可以通过单次ORM查询获取所有存在的对象，再通过Python字典映射补全None，Python层面的循环不会增加数据库负担：

from django.db.models import Case, When, Value

# 生成排序条件，保证查询结果按目标列表顺序返回
preserved = Case(*[When(name=name, then=Value(pos)) for pos, name in enumerate(book_names)])
# 单次ORM查询获取所有存在的Book对象，并转为{name: book}的字典映射
book_map = {book.name: book for book in Book.objects.filter(name__in=book_names).order_by(preserved)}
# 按原列表顺序生成结果，不存在的项返回None
result = [book_map.get(name) for name in book_names]

执行后result即为期望输出：[Book(name='C'), None, Book(name='A'), Book(name='B')]

PostgreSQL专属实现（纯ORM逻辑，依赖特定函数） #

如果使用PostgreSQL数据库，可以借助unnest函数生成包含所有目标字段值的虚拟行，再通过左连接关联模型表，实现纯ORM层面的结果输出：

from django.db.models import OuterRef, Value, Case, When
from django.contrib.postgres.functions import Unnest

# 生成包含所有目标name的虚拟子查询
names_subquery = Book.objects.annotate(
    name=Unnest(Value(book_names))
).values('name').annotate(
    pos=Case(*[When(name=name, then=Value(pos)) for pos, name in enumerate(book_names)])
)

# 左连接获取所有对象（包括不存在的虚拟行）并排序
combined_books = Book.objects.filter(name__in=book_names).annotate(
    pos=Case(*[When(name=name, then=Value(pos)) for pos, name in enumerate(book_names)])
).union(names_subquery, all=True).order_by('pos')

# 将无ID的虚拟行转为None
result = [book if hasattr(book, 'id') and book.id else None for book in combined_books]

这种方式完全依赖ORM，但仅兼容PostgreSQL，实现复杂度较高，一般推荐第一种方法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yeongbin Jo