如何利用WordPress的`Custom Post Types`和`Custom Taxonomies`构建复杂的数据模型，并优化查询效率？

WordPress Custom Post Types 和 Custom Taxonomies 构建复杂数据模型及查询优化

大家好，今天我们来深入探讨如何利用 WordPress 的 Custom Post Types (CPTs) 和 Custom Taxonomies 构建复杂的数据模型，并探讨查询效率优化策略。 这不仅仅是创建几个新的文章类型和分类，而是要理解如何将它们组合起来，构建一个灵活、可扩展且性能良好的系统。

1. 数据模型设计：蓝图先行

在着手编写任何代码之前，最关键的一步是明确你的数据模型。 想象一下，你要构建一个在线电影数据库。 你需要哪些信息？ 如何组织这些信息？ 以下是一些需要考虑的关键点：

• 实体识别： 识别核心的实体类型。 在电影数据库的例子中，电影、演员、导演、类型等都是潜在的实体。 每个实体都应该考虑是否适合作为一个 CPT。

• 属性定义： 确定每个实体需要哪些属性。 对于电影，可能包括标题、上映年份、导演、演员、剧情简介、评分等等。 这些属性将成为自定义字段 (Custom Fields) 的基础。

• 关系建立： 定义实体之间的关系。 电影和演员之间是多对多的关系（一部电影可以有多位演员，一个演员可以出演多部电影）。 电影和类型之间也是多对多的关系。 这些关系将通过 Taxonomies 和 Custom Fields 来实现。

实例：电影数据库数据模型

实体	CPT?	属性	关系
电影	是	标题、上映年份、导演、演员、剧情简介、评分、海报、预告片链接等	与演员（多对多，通过演员CPT和Taxonomy）、与导演（一对多，通过Custom Field）、与类型（多对多，通过类型Taxonomy）
演员	是	姓名、出生日期、国籍、个人简介、代表作等	与电影（多对多，通过演员CPT和Taxonomy）
导演	是	姓名、出生日期、国籍、个人简介、代表作等	与电影（一对多，通过电影CPT的Custom Field）
类型	否	类型名称、类型描述	与电影（多对多，通过类型Taxonomy）
影评人	是	姓名， 简介	影评与电影(一对多，通过影评人CPT的Custom Field)
影评	是	标题， 评论内容， 评分	影评与电影(一对多，通过影评CPT的Custom Field)

根据这个数据模型，我们可以决定哪些信息适合作为 CPT，哪些作为 Custom Taxonomy，哪些作为 Custom Fields。

2. 代码实现：注册 CPTs 和 Taxonomies

接下来，我们将用代码来实现这个数据模型。 这部分主要包括注册 CPTs 和 Taxonomies。

<?php
// 注册电影 CPT
function register_movie_post_type() {
    $labels = array(
        'name'               => _x( 'Movies', 'post type general name', 'textdomain' ),
        'singular_name'      => _x( 'Movie', 'post type singular name', 'textdomain' ),
        'menu_name'          => _x( 'Movies', 'admin menu', 'textdomain' ),
        'name_admin_bar'     => _x( 'Movie', 'add new on admin bar', 'textdomain' ),
        'add_new'            => _x( 'Add New', 'movie', 'textdomain' ),
        'add_new_item'       => __( 'Add New Movie', 'textdomain' ),
        'new_item'           => __( 'New Movie', 'textdomain' ),
        'edit_item'          => __( 'Edit Movie', 'textdomain' ),
        'view_item'          => __( 'View Movie', 'textdomain' ),
        'all_items'          => __( 'All Movies', 'textdomain' ),
        'search_items'       => __( 'Search Movies', 'textdomain' ),
        'parent_item_colon'  => __( 'Parent Movies:', 'textdomain' ),
        'not_found'          => __( 'No movies found.', 'textdomain' ),
        'not_found_in_trash' => __( 'No movies found in Trash.', 'textdomain' ),
    );

    $args = array(
        'labels'             => $labels,
        'public'             => true,
        'publicly_queryable' => true,
        'show_ui'            => true,
        'show_in_menu'       => true,
        'query_var'          => true,
        'rewrite'            => array( 'slug' => 'movie' ),
        'capability_type'    => 'post',
        'has_archive'        => true,
        'hierarchical'       => false,
        'menu_position'      => null,
        'supports'           => array( 'title', 'editor', 'thumbnail', 'excerpt', 'custom-fields', 'comments' ), // 添加对自定义字段的支持
        'taxonomies'         => array( 'movie_genre' ), // 注册电影类型 Taxonomy
        'show_in_rest'       => true // 启用 Gutenberg 编辑器
    );

    register_post_type( 'movie', $args );
}
add_action( 'init', 'register_movie_post_type' );

// 注册演员 CPT
function register_actor_post_type() {
    // ... (类似电影 CPT 的代码，根据演员的属性进行调整)
      $labels = array(
          'name'               => _x( 'Actors', 'post type general name', 'textdomain' ),
          'singular_name'      => _x( 'Actor', 'post type singular name', 'textdomain' ),
          'menu_name'          => _x( 'Actors', 'admin menu', 'textdomain' ),
          'name_admin_bar'     => _x( 'Actor', 'add new on admin bar', 'textdomain' ),
          'add_new'            => _x( 'Add New', 'actor', 'textdomain' ),
          'add_new_item'       => __( 'Add New Actor', 'textdomain' ),
          'new_item'           => __( 'New Actor', 'textdomain' ),
          'edit_item'          => __( 'Edit Actor', 'textdomain' ),
          'view_item'          => __( 'View Actor', 'textdomain' ),
          'all_items'          => __( 'All Actors', 'textdomain' ),
          'search_items'       => __( 'Search Actors', 'textdomain' ),
          'parent_item_colon'  => __( 'Parent Actors:', 'textdomain' ),
          'not_found'          => __( 'No actors found.', 'textdomain' ),
          'not_found_in_trash' => __( 'No actors found in Trash.', 'textdomain' ),
      );

      $args = array(
          'labels'             => $labels,
          'public'             => true,
          'publicly_queryable' => true,
          'show_ui'            => true,
          'show_in_menu'       => true,
          'query_var'          => true,
          'rewrite'            => array( 'slug' => 'actor' ),
          'capability_type'    => 'post',
          'has_archive'        => true,
          'hierarchical'       => false,
          'menu_position'      => null,
          'supports'           => array( 'title', 'editor', 'thumbnail', 'excerpt', 'custom-fields' ), // 添加对自定义字段的支持
          'taxonomies'         => array( 'actor_genre' ),
          'show_in_rest'       => true // 启用 Gutenberg 编辑器
      );

      register_post_type( 'actor', $args );
}
add_action( 'init', 'register_actor_post_type' );

// 注册电影类型 Taxonomy
function register_movie_genre_taxonomy() {
    $labels = array(
        'name'                       => _x( 'Genres', 'taxonomy general name', 'textdomain' ),
        'singular_name'              => _x( 'Genre', 'taxonomy singular name', 'textdomain' ),
        'search_items'               => __( 'Search Genres', 'textdomain' ),
        'all_items'                  => __( 'All Genres', 'textdomain' ),
        'parent_item'                => __( 'Parent Genre', 'textdomain' ),
        'parent_item_colon'          => __( 'Parent Genre:', 'textdomain' ),
        'edit_item'                  => __( 'Edit Genre', 'textdomain' ),
        'update_item'                => __( 'Update Genre', 'textdomain' ),
        'add_new_item'               => __( 'Add New Genre', 'textdomain' ),
        'new_item_name'              => __( 'New Genre Name', 'textdomain' ),
        'menu_name'                  => __( 'Genres', 'textdomain' ),
    );

    $args = array(
        'hierarchical'          => true, // 允许父级分类
        'labels'                => $labels,
        'show_ui'               => true,
        'show_admin_column'     => true,
        'query_var'             => true,
        'rewrite'               => array( 'slug' => 'movie-genre' ),
        'show_in_rest'          => true, // 启用 Gutenberg 编辑器
    );

    register_taxonomy( 'movie_genre', array( 'movie' ), $args );
}
add_action( 'init', 'register_movie_genre_taxonomy' );

// 注册演员类型 Taxonomy
function register_actor_genre_taxonomy() {
    $labels = array(
        'name'                       => _x( 'Actor_Genres', 'taxonomy general name', 'textdomain' ),
        'singular_name'              => _x( 'Actor_Genre', 'taxonomy singular name', 'textdomain' ),
        'search_items'               => __( 'Search Actor_Genres', 'textdomain' ),
        'all_items'                  => __( 'All Actor_Genres', 'textdomain' ),
        'parent_item'                => __( 'Parent Actor_Genre', 'textdomain' ),
        'parent_item_colon'          => __( 'Parent Actor_Genre:', 'textdomain' ),
        'edit_item'                  => __( 'Edit Actor_Genre', 'textdomain' ),
        'update_item'                => __( 'Update Actor_Genre', 'textdomain' ),
        'add_new_item'               => __( 'Add New Actor_Genre', 'textdomain' ),
        'new_item_name'              => __( 'New Actor_Genre Name', 'textdomain' ),
        'menu_name'                  => __( 'Actor_Genres', 'textdomain' ),
    );

    $args = array(
        'hierarchical'          => true, // 允许父级分类
        'labels'                => $labels,
        'show_ui'               => true,
        'show_admin_column'     => true,
        'query_var'             => true,
        'rewrite'               => array( 'slug' => 'actor-genre' ),
        'show_in_rest'          => true, // 启用 Gutenberg 编辑器
    );

    register_taxonomy( 'actor_genre', array( 'actor' ), $args );
}
add_action( 'init', 'register_actor_genre_taxonomy' );
?>

代码解释：

• register_post_type() 函数用于注册 CPT。 我们需要定义 CPT 的标签 (labels)、参数 (args)，例如是否公开 (public)、是否支持古腾堡编辑器 (show_in_rest)、支持哪些功能 (supports) 等等。
• register_taxonomy() 函数用于注册 Custom Taxonomy。 同样，我们需要定义标签和参数，例如是否是层级结构 (hierarchical)、是否在后台显示 (show_ui) 等等。
• add_action( 'init', ... ) 将我们的注册函数挂载到 init 钩子上，确保在 WordPress 初始化时执行。
• supports 参数的custom-fields属性，允许我们为 CPT 添加自定义字段，存储额外的元数据。
• taxonomies 参数，在注册CPT时，可以指定与哪些Taxonomies关联。

3. Custom Fields：存储额外数据

虽然 CPT 和 Taxonomies 提供了结构化的数据组织方式，但很多时候我们需要存储更具体、更灵活的数据。 这时就需要用到 Custom Fields。 有多种方法可以添加 Custom Fields，包括：

• 原生 Custom Fields： WordPress 内置的 Custom Fields 功能，但使用起来比较繁琐。

• Advanced Custom Fields (ACF) 插件： 功能强大、易于使用的 Custom Fields 插件，强烈推荐。

• Meta Box 插件： 另一个流行的 Custom Fields 插件，提供类似 ACF 的功能。

这里以 ACF 插件为例，介绍如何添加 Custom Fields：

1. 安装并激活 ACF 插件。
2. 在 WordPress 后台，进入 "Custom Fields" -> "Add New"。
3. 创建一个新的 Field Group，例如 "Movie Details"。
4. 添加需要的字段，例如 "Release Year" (类型：Number)、"Director" (类型：Text)、"Rating" (类型：Number) 等等。
5. 在 "Location" 部分，选择 "Post Type is equal to Movie"，将这个 Field Group 应用到电影 CPT。

之后，在编辑电影文章时，你就可以看到这些 Custom Fields 了。

代码获取 Custom Fields 的值：

<?php
$release_year = get_field( 'release_year', get_the_ID() ); // 获取上映年份
$director = get_field( 'director', get_the_ID() ); // 获取导演
$rating = get_field( 'rating', get_the_ID() ); // 获取评分

echo 'Release Year: ' . $release_year . '<br>';
echo 'Director: ' . $director . '<br>';
echo 'Rating: ' . $rating . '<br>';
?>

代码解释：

• get_field( 'field_name', post_id ) 是 ACF 提供的函数，用于获取 Custom Field 的值。
• 'field_name' 是你在 ACF 中定义的字段名称。
• post_id 是文章的 ID。 get_the_ID() 函数用于获取当前文章的 ID。

4. 构建复杂关系：连接 CPTs 和 Taxonomies

现在我们已经创建了 CPTs、Taxonomies 和 Custom Fields，接下来需要将它们连接起来，构建复杂的关系。

• CPT 与 Taxonomy 的关系： 在注册 CPT 时，通过 taxonomies 参数指定与哪些 Taxonomies 关联。 例如，我们将 movie_genre Taxonomy 关联到 movie CPT。

• CPT 与 CPT 的关系： 可以通过 Custom Fields 来实现。 例如，我们可以在电影 CPT 中添加一个 "Actors" 字段，类型设置为 "Relationship"，允许选择多个演员 CPT。 这样就可以建立电影和演员之间的多对多关系。 或者在电影 CPT 中添加一个 "Director" 字段，类型设置为 "Post Object"，允许选择一个导演 CPT。 这样就可以建立电影和导演之间的一对多关系。

代码获取电影的演员列表：

<?php
$actors = get_field( 'actors', get_the_ID() ); // 获取电影的演员列表 (假设 "actors" 是一个 Relationship 类型的 Custom Field)

if ( $actors ) {
    echo 'Actors: <br>';
    echo '<ul>';
    foreach ( $actors as $actor ) {
        echo '<li><a href="' . get_permalink( $actor->ID ) . '">' . get_the_title( $actor->ID ) . '</a></li>';
    }
    echo '</ul>';
}
?>

代码解释：

• get_field( 'actors', get_the_ID() ) 获取电影的演员列表，返回的是一个文章对象数组。
• get_permalink( $actor->ID ) 获取演员文章的链接。
• get_the_title( $actor->ID ) 获取演员文章的标题。

5. 查询优化：提高性能

构建了复杂的数据模型后，查询效率就变得至关重要。 以下是一些查询优化策略：

• 使用 WP_Query： 使用 WordPress 提供的 WP_Query 类进行查询，而不是直接使用 SQL 查询。 WP_Query 提供了缓存机制和灵活的参数，可以优化查询效率。

• 使用正确的参数： 在 WP_Query 中使用正确的参数，例如 post_type、tax_query、meta_query 等，可以缩小查询范围，提高查询效率。

• 避免 N+1 查询： N+1 查询是指先查询一个结果集，然后针对每个结果再进行一次查询。 这种查询方式会导致大量的数据库查询，严重影响性能。 可以使用 WP_Query 的 pre_get_posts 钩子来避免 N+1 查询。

• 使用索引： 如果查询频率很高，可以考虑在数据库中添加索引。 但是，索引会增加数据库的存储空间和维护成本，需要谨慎使用。

• 缓存： 使用缓存技术可以减少数据库查询次数，提高性能。 WordPress 提供了对象缓存 (Object Cache) API，可以使用 Memcached 或 Redis 等缓存系统。

实例：使用 WP_Query 查询特定类型的电影：

<?php
$args = array(
    'post_type' => 'movie',
    'tax_query' => array(
        array(
            'taxonomy' => 'movie_genre',
            'field'    => 'slug',
            'terms'    => 'action', // 查询类型为 "action" 的电影
        ),
    ),
    'posts_per_page' => 10, // 每页显示 10 部电影
);

$query = new WP_Query( $args );

if ( $query->have_posts() ) {
    while ( $query->have_posts() ) {
        $query->the_post();
        echo '<a href="' . get_permalink() . '">' . get_the_title() . '</a><br>';
    }
    wp_reset_postdata(); // 重置文章数据
} else {
    echo 'No movies found.';
}
?>

代码解释：

• 'post_type' => 'movie' 指定查询电影 CPT。
• 'tax_query' 用于指定 Taxonomy 查询条件。
  • 'taxonomy' => 'movie_genre' 指定查询电影类型 Taxonomy。
  • 'field' => 'slug' 指定使用 Slug 进行匹配。
  • 'terms' => 'action' 指定类型为 "action"。
• 'posts_per_page' => 10 指定每页显示 10 部电影。
• wp_reset_postdata() 函数用于重置文章数据，避免影响其他查询。

实例：使用 meta_query 查询特定评分范围的电影

<?php
$args = array(
    'post_type' => 'movie',
    'meta_query' => array(
        'relation' => 'AND', // 多个 meta_query 的关系，可以是 AND 或 OR
        array(
            'key'     => 'rating', // Custom Field 的名称
            'value'   => array( 7, 9 ), // 评分范围
            'type'    => 'NUMERIC', // 字段类型
            'compare' => 'BETWEEN', // 比较方式：BETWEEN, =, !=, >, <, >=, <=, LIKE, NOT LIKE, IN, NOT IN
        ),
        array(
            'key'     => 'release_year', // Custom Field 的名称
            'value'   => 2000, // 上映年份
            'type'    => 'NUMERIC', // 字段类型
            'compare' => '>=', // 比较方式：BETWEEN, =, !=, >, <, >=, <=, LIKE, NOT LIKE, IN, NOT IN
        ),
    ),
    'posts_per_page' => 10,
);

$query = new WP_Query( $args );

if ( $query->have_posts() ) {
    while ( $query->have_posts() ) {
        $query->the_post();
        echo '<a href="' . get_permalink() . '">' . get_the_title() . '</a> (Rating: ' . get_field('rating') . ')<br>';
    }
    wp_reset_postdata();
} else {
    echo 'No movies found.';
}
?>

代码解释:

• meta_query 是一个数组，允许你定义多个 meta 查询条件。
• relation 定义了多个 meta 查询条件之间的关系，可以是 AND 或 OR。
• key 指定 Custom Field 的名称。
• value 指定要比较的值。
• type 指定 Custom Field 的类型，可以是 NUMERIC、CHAR、DATE、DATETIME、BINARY 等。
• compare 指定比较方式，例如 BETWEEN、=、!=、>、<、>=、<=、LIKE、NOT LIKE、IN、NOT IN 等。
• 这个例子查询的是评分在 7 到 9 之间，并且上映年份大于等于2000年的电影。

6. 使用 pre_get_posts 优化查询

pre_get_posts 钩子允许你在 WP_Query 执行之前修改查询参数。 这对于全局性的查询优化非常有用，例如：

• 在首页只显示特定类型的文章。
• 修改默认的排序方式。
• 添加自定义的查询条件。

实例：在电影类型存档页面，按照评分排序：

<?php
function modify_movie_genre_query( $query ) {
    if ( ! is_admin() && $query->is_main_query() && is_tax( 'movie_genre' ) ) {
        $query->set( 'orderby', 'meta_value_num' );
        $query->set( 'meta_key', 'rating' );
        $query->set( 'order', 'DESC' );
    }
}
add_action( 'pre_get_posts', 'modify_movie_genre_query' );
?>

代码解释：

• is_admin() 确保只修改前端的查询。
• $query->is_main_query() 确保只修改主查询。
• is_tax( 'movie_genre' ) 确保只修改电影类型 Taxonomy 的存档页面。
• $query->set( 'orderby', 'meta_value_num' ) 设置按照 Custom Field 的数值进行排序。
• $query->set( 'meta_key', 'rating' ) 指定 Custom Field 的名称为 "rating"。
• $query->set( 'order', 'DESC' ) 设置降序排序。

7. 总结与建议

通过合理地使用 WordPress 的 Custom Post Types 和 Custom Taxonomies，我们可以构建出复杂且灵活的数据模型。 但是，在构建过程中需要注意查询效率的优化。 记住以下几点：

• 明确数据模型： 在编写代码之前，先设计好数据模型，确定实体、属性和关系。
• 选择合适的工具： 使用 ACF 等插件可以简化 Custom Fields 的管理。
• 优化查询： 使用 WP_Query 和 pre_get_posts 钩子，避免 N+1 查询，使用缓存等技术。

希望今天的讲解能够帮助大家更好地理解和使用 WordPress 的 Custom Post Types 和 Custom Taxonomies。 灵活运用这些技术，你就可以构建出各种各样的复杂应用。