如何不使用for循环实现Django查询：获取用户每道题的最终提交记录

针对获取指定竞赛下所有用户每道题最近一次提交的需求，可通过Django内置的窗口函数或子查询实现单SQL查询，完全替代嵌套循环，性能提升显著，实现代码如下：

方案1：窗口函数实现（推荐，Django 2.0+支持） #

仅执行1次数据库查询，性能最优：

from django.db.models import F, Window
from django.db.models.functions import RowNumber

def list_final_submissions(contest_id):
    # 读取竞赛实例
    contest = Contest.objects.get(id=contest_id)
    # 筛选属于当前竞赛范围内的所有提交（题目属于竞赛、提交者是竞赛参与者）
    contest_submissions = Submission.objects.filter(
        problem__in=contest.problems.all(),
        participant__in=contest.participants.all()
    )
    # 按「用户+题目」分组，每组内按提交时间倒序排行号
    ranked_submissions = contest_submissions.annotate(
        row_num=Window(
            expression=RowNumber(),
            partition_by=[F('participant_id'), F('problem_id')],
            order_by=F('submitted_time').desc()
        )
    )
    # 只取每组行号为1的记录，即对应每个用户每道题的最近一次提交
    return ranked_submissions.filter(row_num=1)

方案2：子查询实现（兼容低版本Django） #

如果你的Django版本低于2.0不支持窗口函数，可改用子查询方案：

from django.db.models import Subquery, OuterRef

def list_final_submissions(contest_id):
    contest = Contest.objects.get(id=contest_id)
    # 子查询：匹配每个用户+题目组合，返回最新一条提交的ID
    latest_sub_id = Submission.objects.filter(
        participant_id=OuterRef('participant_id'),
        problem_id=OuterRef('problem_id'),
        problem__in=contest.problems.all(),
        participant__in=contest.participants.all()
    ).order_by('-submitted_time').values('id')[:1]
    # 主查询过滤出所有最新提交记录
    return Submission.objects.filter(id__in=Subquery(latest_sub_id)).distinct()

优化建议 #

• 可给Submission模型的submitted_time、participant_id、problem_id字段加联合索引，数据量较大时查询效率会有明显提升。
• 如果存在同一用户同一题同一时间提交多次的极端场景，可在排序规则中追加id倒序，确保取到的是最后生成的提交记录：order_by=[F('submitted_time').desc(), F('id').desc()]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者eva