【问题标题】：subquery in WHERE clause with inverted Q object带有倒置 Q 对象的 WHERE 子句中的子查询
【发布时间】：2019-01-29 16:23:39
【问题描述】：

我有两个模型，其中一个引用另一个：

class A(models.Model):                                                          

    variable = models.BooleanField(default=False, null=False)                   
    b = models.ForeignKey(B, on_delete=models.CASCADE, related_name='as', related_query_name="a") 


class B(models.Model):
    pass

我想在过滤variable时向后跟踪关系：

B.objects.filter(~Q(a__variable))

问题： 这会在 where 子句中产生一个额外的子查询：

'SELECT "b"."id" FROM "b" WHERE NOT ("b"."id" IN (SELECT U1."b_id" FROM "a" U1 WHERE U1."variable" = True))'

另一方面，当不反转 Q 表达式时

B.objects.filter(Q(a__variable))

连接“正确”完成，即在where 子句之外：

'SELECT "b"."id" FROM "b" INNER JOIN "a" ON ("b"."id" = "a"."b_id") WHERE "a"."variable" = True'

注意：我仅使用布尔值作为示例（我可以将其转换为 False）

我正在使用 django 2.0.4 和 postgres 9.6.2

【问题讨论】：

这是预期行为。 Django 已指定相关模型上的过滤器使用 existential 量词完成。存在量词的否定是带有否定谓词的全称量词。
见：math.stackexchange.com/q/657931/26494
对于您的情况，您可以使用B.objects.filter(a__variable=False)（或者严格来说是B.objects.filter(Q(a__variable=None) | Q(a__variable=False))），这与B.objects.filter(Q(a__variable=True))不同
但是将a__variable=False 更改为a__variable=True 应该与在Q 表达式前面放置一个反转相同。如果我按照正向参考，即A.object.filter(Q(b__another_var=True))，为什么这会起作用？
不，因为这会使它与“谓词逻辑”不符。假设有两个相关的As，一个与variable=True，一个与variable=False，您希望查询B.objects.filter(~Q(a__variable=True)) 恰好包含未发生的Bs在查询 B.objects.filter(Q(a___variable=True)) 中（因为您反转了条件），但这里 B 对象将出现在 both 查询集中。

标签： python django postgresql orm

【解决方案1】：

简答：“所有B 对象与A 相关variable = True 对象”的否定是不是查询“*all B objects with a related A object with variable = False”。

你可以这样查询：

B.objects.filter(a__variable=False)

或者如果字段是NULL-able：

B.objects.filter(Q(a__variable=None) | Q(a__variable=False))

背景：否定存在量化表达式

这是预期行为。因为如果您以一对多的方式查询相关模型，Django ORM 的设计者选择了 存在量词 ∃ 而不是 通用量词 ∀ 。没有固有的最佳选择，尽管我认为人类将执行的大多数查询都是存在量化的*。

存在量词的意思是“存在”，所以如果你写B.objects.filter(a__variable=True)，你要求B对象，其中“存在一个相关的A对象和variable=True”。

但是否定不是B对象列表“其中存在一个相关的A对象与@ 987654336@"（让我们暂时忽略NULL 花瓶）。实际上，B 对象具有两个相关的A 对象，一个具有variable = True，另一个具有variable = False，将在原始变体及其否定中发生。

存在量化要求的否定，是该谓词否定的普遍量化变体。或者在数学方面：

¬∃x: P(x) ↔ ∀x: ¬ P(x)

因此，这意味着查询“存在A 和variable=True 的所有B 对象”的否定是查询“*所有B 对象其中所有相关的A对象有一个variable，不是B*”。注意第二个查询中的 all。因此，这意味着对于A 表中的每一行，我们需要“迭代”相关的“B”对象，以检查所有这些variables 是否不是True。这并不是为JOINs 真正“量身定制”的。在BooleanField 的情况下，我们可以使用GROUP BY 和MAX(..) 来检查是否至少存在一个这样的TRUE，从而限制它是不是TRUE。比如：

SELECT b.*, MAX(a.variable) AS mx
FROM b
LEFT OUTER JOIN b ON a.b_id = b.id
GROUP BY a.id
HAVING mx = FALSE OR mx IS NULL

但是这个“trick”需要 Django ORM 查询构建器进行一些“高级”tiling。这可能会在未来的版本中最终得到支持，但无论如何，效率将大致相同。

【讨论】：