Entity Framework代码优先(Code First)模式

下面是Entity Framework代码优先(Code First)模式的完整攻略，包括定义数据模型、创建数据库、数据存取操作等内容。

什么是代码优先(Code First)模式

Entity Framework是微软推出的一个ORM（对象关系映射）框架，用于简化应用程序与数据库之间的访问。Entity Framework有三种模式：数据库优先（DataBase First）、模型优先（Model First）和代码优先（Code First）。

数据库优先的做法是先设计好数据库表结构，然后通过Entity Framework去生成相应的数据模型；模型优先就是通过给定模型（EDMX）去创建对应的数据表。而代码优先就是通过写代码定义数据模型，然后再通过EF去创建相应的数据库表结构。

相较于其他模式，代码优先具有以下优势：

1. 代码优先可以方便快捷地定义实体类和关系，很好地支持敏捷开发等前端代码开发模式。
2. 实体数据的模型完全独立于数据库，只需通过API方法即可轻松实现数据库的操作和管理，使工作更加方便、高效。
3. 因为使用了代码优先，开发人员将与实体模型直接打交道，而不必关注数据库底层结构，也可以通过反向工程来生成代码库，减少手工工作量。

如何使用代码优先模式

使用代码优先需要遵循以下步骤：

1. 定义数据模型

使用代码优先就是先使用 POCO（Plain Old CLR Object），通过定义实体类和DbContext来确定数据模型与关系。实体类就是代表一个数据库表的类，而DbContext则是代表整个数据库。在定义实体类时，需要指定它们如何映射到数据库，例如：

public class MyEntity
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

2. 创建数据库

在定义好实体类和上下文（DbContext）后，需要在应用程序启动时创建数据库。该操作称为“代码第一次迁移”。

在 Visual Studio 中打开如下命令行窗口：

PM> enable-migrations

执行上面的命令之后，一个 Migrations 文件夹将会自动创建。

此时，可以执行如下命令来创建数据库：

PM> update-database

此时，如果之前没有定义过数据库，则会创建一个新的数据库。如果定义过，则会更新已经存在的数据库。如果修改了字段等模型的定义，则需要再次执行update-database。

3. 数据存取操作

在 DbContext 中可以定义 DbSet 属性，它表示可以查询的实体集合。可以使用调用 DbSet 的 LINQ 查询来进行各种数据操作，例如：

public class MyDbContext : DbContext
{
    public MyDbContext(string connectionString) : base(connectionString)
    {
    }

    public DbSet<MyEntity> MyEntities { get; set; }
}

// 在其他代码中
using (var context = new MyDbContext(connectionString)) {
    // 添加一个 MyEntity 实例
    var entity = new MyEntity() { Name = "My Entity" };
    context.MyEntities.Add(entity);

    // 提交数据修改
    context.SaveChanges();
}

两个示例说明

下面，我将通过两个示例来说明如何在代码优先模式下操作数据库。

示例1：创建用户表

public class User
{
    [Key] // 主键自增长
    public int Id { get; set; }

    [Required] // 不允许空值
    public string Name { get; set; }

    [EmailAddress] // 只允许电子邮件格式
    public string Email { get; set; }
}

// DbContext
public class MyDbContext : DbContext
{
    public MyDbContext(string connectionString) : base(connectionString) { }

    public DbSet<User> Users { get; set; }
}

定义好了User类和MyDbContext这个上下文对象之后，我们就可以通过一些方法增删查改User对象了

using (var context = new MyDbContext("your connection string")) {
    // 添加一个用户
    var user = new User { Name = "Demo", Email = "[e-mail]" };
    context.Users.Add(user);
    context.SaveChanges();

    // 查询所有用户
    var users = context.Users.ToList();

    // 修改用户信息
    user.Name = "Updated Name";
    user.Email = "Updated Email";
    context.SaveChanges();

    // 删除一个用户
    context.Users.Remove(user);
    context.SaveChanges();
}

示例2： 创建多个表并设置外键关系

// 创建一个课程数据模型
public class Course
{
    [Key]
    public int Id { get; set; }

    [Required]
    public string Name { get; set; }

    public virtual ICollection<Enrollment> Enrollments { get; set; }
}

// 创建一个学生数据模型
public class Student
{
    [Key]
    public int Id { get; set; }

    [Required]
    public string Name { get; set; }

    [EmailAddress]
    public string Email { get; set; }

    public virtual ICollection<Enrollment> Enrollments { get; set; }
}

// 录取数据模型
public class Enrollment
{
    [Key]
    public int Id { get; set; }

    [Required]
    public int StudentId { get; set; }

    [Required]
    public int CourseId { get; set; }

    [ForeignKey("StudentId")]
    public virtual Student Student { get; set; }

    [ForeignKey("CourseId")]
    public virtual Course Course { get; set; }

    public int Score { get; set; }
}

// DbContext
public class MyDbContext : DbContext
{
    public MyDbContext(string connectionString) : base(connectionString) { }

    public DbSet<Student> Students { get; set; }
    public DbSet<Course> Courses { get; set; }
    public DbSet<Enrollment> Enrollments { get; set; }

    protected override void OnModelCreating(DbModelBuilder modelBuilder)
    {
        base.OnModelCreating(modelBuilder);

        // 配置外键关系
        modelBuilder.Entity<Enrollment>()
            .HasRequired(e => e.Student)
            .WithMany(s => s.Enrollments)
            .HasForeignKey(e => e.StudentId);

        modelBuilder.Entity<Enrollment>()
            .HasRequired(e => e.Course)
            .WithMany(c => c.Enrollments)
            .HasForeignKey(e => e.CourseId);
    }
}

上面代码定义了三个数据模型，Student 和 Course 实体类表示学生和课程，Enrollment 实体类表示学生选修课程，Enrollment 中的StudentId 和CourseId 为外键，指向Student 和Course 实体类中的Id。

在 DbContext 中，我们可以定义 DbSet 属性，表示要操作的实体集合。一个实体类通常需要映射到一个表中，这里Student 实体类映射到Students表中，Course 实体类映射到Course表中，Enrollment 实体类映射到Enrollments表中。

当Enrollment 实体类映射到数据库表结构中时，需要在 DbContext 中配置外键关系，这个配置使用OnModelCreating方法执行。

然后我们就可以通过一些方法增删查改User 对象：

using (var context = new MyDbContext("your connection string")) {
    // 创建一个课程
    var course = new Course { Name = "Mathematics" };
    context.Courses.Add(course);
    context.SaveChanges();

    // 创建一个学生
    var student = new Student { Name = "Bob", Email = "[e-mail]" };
    context.Students.Add(student);
    context.SaveChanges();

    // 建立学生和课程之间的联系
    var enrollment = new Enrollment { CourseId = course.Id, StudentId = student.Id };
    context.Enrollments.Add(enrollment);
    context.SaveChanges();

    // 查询选修这门课程的所有学生
    var studentsInCourse = course.Enrollments.Select(e => e.Student).ToList();

    // 查询Bob选修的所有课程
    var bobsEnrollments = student.Enrollments.Select(e => e.Course).ToList();
}

以上就是两个示例，说明如何使用代码优先模式创建数据库表，定义关系以及进行数据库操作。