如何无需修改所有模型管理器让Django ORM全局支持自定义注解字段查询

方案1：使用Django 4.2+ 内置的GeneratedField（最优方案） #

这个方案完全符合你的所有要求：不需要修改任何关联模型的管理器、不需要额外同步数据、不需要存储非规范化字段，同时天然支持所有跨关联查询场景。
你只需要在自定义的User模型中添加full_name为数据库生成字段即可：

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import AbstractUser
from django.db.models.functions import Concat

class User(AbstractUser):
    # 其他你自定义的字段
    full_name = models.GeneratedField(
        expression=Concat(
            models.F('first_name'),
            models.Value(' '),
            models.F('last_name')
        ),
        output_field=models.CharField(max_length=150),
        # 如果设为False则查询时实时计算，不占用数据库存储空间
        # 设为True则会持久化存储到数据库，查询性能更高
        db_persist=False
    )

添加完成后执行python manage.py makemigrations和python manage.py migrate即可完成配置。之后不管是直接查询User模型，还是通过外键关联查询user__full_name，所有Django原生的过滤用法（等于、模糊匹配、大于小于等）都可以直接使用，不需要额外做任何配置。

方案2：低版本Django兼容方案（自定义查找实现） #

如果你使用的Django版本低于4.2，不支持GeneratedField，可以通过注册自定义全局查找的方式实现需求，同样不需要修改其他模型的管理器：
首先注册全局的full_name查找逻辑：

from django.db.models import Lookup, F, Value
from django.db.models.functions import Concat
from django.db.models.fields import Field

@Field.register_lookup
class FullNameRelatedLookup(Lookup):
    lookup_name = "full_name"

    def get_prep_lookup(self):
        # 支持所有后缀查找，比如__icontains、__startswith等
        if isinstance(self.rhs, (list, tuple)):
            self.lookup_suffix, self.rhs = self.rhs
        else:
            self.lookup_suffix = "exact"
        return super().get_prep_lookup()

    def as_sql(self, compiler, connection):
        lhs, lhs_params = self.process_lhs(compiler, connection)
        # 拼接全名计算表达式
        full_name_expr = Concat(F(f"{lhs}.first_name"), Value(" "), F(f"{lhs}.last_name"))
        # 生成对应查找的SQL
        lookup = full_name_expr.get_lookup(self.lookup_suffix)(full_name_expr, self.rhs)
        return lookup.as_sql(compiler, connection)

注册完成后，所有关联User模型的查询都可以直接使用user__full_name相关的过滤逻辑，不需要额外配置。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David Downes