学Python的漫画漫步进阶 -- 第十五步.访问数据库

2023-09-15 10:21:44

学Python的漫画漫步进阶 -- 第十五步.访问数据库

十五、访问数据库

如果数据量较少，则我们可以将数据保存到文件中；如果数据量较大，则我们可以将数据保存到数据库中。

Python访问数据库的基本步骤如下：

  1. 导入数据库驱动程序：首先需要导入适当的数据库驱动程序，例如对于SQLite数据库，可以使用Python标准库中的sqlite3模块。对于其他数据库系统，需要下载和安装相应的驱动程序。
  2. 建立数据库连接：使用数据库驱动程序提供的函数和方法，建立与数据库的连接。这通常需要提供数据库的地址、用户名和密码等信息。
  3. 创建游标对象：游标是Python与数据库交互的关键对象，可以通过游标执行SQL语句并获取结果。游标对象的创建通常由数据库驱动程序的连接函数返回。
  4. 执行SQL语句：使用游标对象执行SQL语句，例如SELECT、INSERT、UPDATE或DELETE语句。可以通过游标的execute()方法执行SQL语句。
  5. 获取结果：执行SQL语句后，可以通过游标的fetchone()、fetchmany()或fetchall()方法获取查询结果。
  6. 关闭连接：在完成所有操作后，需要关闭数据库连接，释放资源。

Python访问数据库的基本原理是使用数据库驱动程序作为中介，通过连接和游标对象与数据库进行交互。不同的数据库系统有不同的驱动程序和API接口，因此需要根据所使用的数据库系统和相应的文档来进行开发和调试。

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15.1 SQLite数据库

SQLite是嵌入式系统使用的关系数据库，目前的主流版本是SQLite 3。SQLite是开源的，采用C语言编写而成，具有可移植性强、可靠性高、小而易用等特点。SQLite提供了对SQL-92标准的支持，支持多表、索引、事务、视图和触发。

15.1.1 SQLite数据类型

SQLite是无数据类型的数据库，在创建表时不需要为字段指定数据类型。但从编程规范上讲，我们应该指定数据类型，因为数据类型可以表明这个字段的含义，便于我们阅读和理解代码。

SQLite支持的常见数据类型如下：

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INTEGER：有符号的整数类型。

REAL：浮点类型。

TEXT：字符串类型，采用UTF-8和UTF-16字符编码。

BLOB：二进制大对象类型，能够存放任意二进制数据。

15.1.2 Python数据类型与SQLite数据类型的映射

在使用Python访问SQLite数据库时，会经常涉及数据类型的互相转换。它们的映射关系如下表所示。
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15.1.3 使用GUI管理工具管理SQLite数据库

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1 安装和启动DB Browser for SQLite

从本章配套代码中找到DB.Browser.for.SQLite-3.11.2-win32.zip安装包文件，将该文件解压到一个目录中，在解压目录下找到DB Browser for SQLite.exe文件，双击该文件即可启动DB Browser for SQLite工具。

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2 创建数据库
一个SQLite数据库对应一个SQLite数据文件，为了测试DB Browser for SQLite工具，我们要先创建SQLite数据库。
在上图所示的界面单击工具栏中的“新建数据库”按钮，弹出保存文件对话框。
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3 创建数据表
在一个SQLite数据库中可以包含多个数据表。在上图所示的界面单击“保存”按钮，弹出建表对话框。
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4 执行SQL语句
使用DB Browser for SQLite工具，可以执行任意合法的SQL语句。
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5 浏览数据

DB Browser for SQLite常用于浏览数据。

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15.2 数据库编程的基本操作过程

数据库编程主要分为两类：查询（Read）和修改（C插入、U更新、D删除）。

1 查询数据
查询数据时需要6步，在查询过程中需要提取数据结果集，最后释放资源，即关闭游标和数据库。

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2 修改数据修改数据时如上图所示，最多需要6步，在修改过程中如果执行SQL操作成功，则提交数据库事务；如果失败，则回滚事务。最后释放资源，关闭游标和数据库。
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15.3 sqlite3模块API

Python官方提供了sqlite3模块来访问SQLite数据库。

15.3.1 数据库连接对象Connection

数据库访问的第一步是进行数据库连接。
我们可以通过connect（database）函数建立数据库连接，参数database是SQLite数据库的文件路径，如果连接成功，则返回数据库连接对象Connection。

Connection对象有如下重要的方法。

close（）：关闭数据库连接，在关闭之后再使用数据库连接将引发异常。

commit（）：提交数据库事务。

rollback（）：回滚数据库事务。

cursor（）：获得Cursor游标对象。

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15.3.2 游标对象Cursor

一个Cursor游标对象表示一个数据库游标，游标暂时保存了SQL操作所影响到的数据。游标是通过数据库连接创建的。
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游标Cursor对象有很多方法和属性，其中的基本SQL操作方法如下：

execute（sql[，parameters]）：执行一条SQL语句，sql是SQL语句，parameters是为SQL提供的参数，可以是序列或字典类型。返回值是整数，表示执行SQL语句影响的行数。

executemany（sql[，seq_of_params]）：执行批量SQL语句，sql是SQL语句，seq_of_params是为SQL提供的参数，seq_of_params是序列。返回值是整数，表示执行SQL语句影响的行数。

在通过execute（）和executemany（）方法执行SQL查询语句后，
还要通过提取方法从查询结果集中返回数据，相关提取方法如下：

fetchone（）：从结果集中返回只有一条记录的序列，如果没有数据，则返回None。

fetchmany（size=cursor.arraysize）：从结果集中返回小于等于size记录数的序列，如果没有数据，则返回空序列，size在默认情况下是整个游标的行数。

fetchall（）：从结果集中返回所有数据。

15.4 动动手——数据库的CRUD操作示例

对数据库表中的数据可以进行4类操作：数据插入（Create）、数据查询（Read）、数据更新（Update）和数据删除（Delete），即增、删、改、查。

15.4.1 示例中的数据表

为了介绍数据库的CRUD操作，这里修改15.1.3节school_db数据库中的student（学生）表。
为了查询方便，我们预先插入几条记录。

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在输入SQL语句后，单击该按钮执行所有SQL语句

15.4.2 无条件查询

SQL查询语句是SELECT，根据是否带有WHERE子句，分为：无条件查询和有条件查询，本节先介绍无条件查询。
无条件查询最为简单，没有WHERE子句。
示例代码如下：
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通过Python指令运行文件：

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15.4.3 有条件查询

有条件查询带有WHERE子句，WHERE子句是查询条件。
示例代码如下：
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通过Python指令运行文件：

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15.4.4 插入数据

数据插入操作SQL语句是INSERT。
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示例代码如下：

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通过Python指令运行文件：

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数据插入成功，可以使用DB Browser for SQLite浏览数据：

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15.4.5 更新数据

数据更新操作SQL语句是UPDATE。
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示例代码如下：

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通过Python指令运行文件：

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数据更新成功，可以使用DB Browser for SQLite浏览数据：

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15.4.6 删除数据

数据删除操作SQL语句是DELETE。

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示例代码如下：
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通过Python指令运行文件：

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数据更新成功，可以使用DB Browser for SQLite浏览数据：
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15.5 点拨点拨——防止SQL注入攻击

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15.6 练一练

1 请简述数据库编程的基本操作过程。

2 下列选项中哪些是SQLite数据类型？（）
A.BOOL　B.INTEGER　C.TEXT　D.BLOB

3 判断对错：（请在括号内打√或×，√表示正确，×表示错误）。
1）如果在数据库事务中所有操作都是查询操作，那么不需要提交或回滚事务。（）

2）为占位符传递实参时，可以将实参放到元组或列表中传递。（）

3）游标暂时保存了SQL操作所影响到的数据。（）

4） SQLite是无数据类型的数据库，在创建表时不需要为字段指定数据类型。（）

5）SQLite数据库的TEXT类型映射到Python中的bytes类型。（）

6）SQLite数据库与MySQL一样都属于网络数据库。（）

7）在访问数据库之前要建立数据库连接，使用完后要关闭数据库连接。（）

8）在程序中构建SQL语句构建时，如果采用拼接参数实现，则可能会受到“SQL注入攻击”。（）

15.7 访问数据库总结常见方法和库

Python 是一种非常流行的编程语言，因为它易于学习、易于编写和易于维护。Python 提供了许多库和模块，用于访问各种类型的数据库。以下是 Python 访问数据库的一些常见方法和库：

  1. SQLite：SQLite 是一种轻量级数据库引擎，它是 Python 标准库的一部分。Python 提供了 sqlite3 模块，可以使用该模块访问 SQLite 数据库。
  2. MySQL：MySQL 是一种流行的关系型数据库管理系统。Python 提供了许多库来访问 MySQL 数据库，如 PyMySQL、mysql-connector-python 等。
  3. PostgreSQL：PostgreSQL 是一种开源的对象-关系数据库管理系统。Python 提供了 psycopg2 库来访问 PostgreSQL 数据库。
  4. Oracle：Oracle 是一种商业化的关系数据库管理系统。Python 提供了 cx_Oracle 库来访问 Oracle 数据库。
  5. MongoDB：MongoDB 是一种流行的 NoSQL 数据库。Python 提供了 pymongo 库来访问 MongoDB 数据库。
  6. Redis：Redis 是一种内存中的数据结构存储系统，可以用作数据库、缓存和消息代理。Python 提供了 redis 库来访问 Redis 数据库。

总之，Python 提供了许多库和模块，用于访问各种类型的数据库。开发者可以根据需要选择适当的库和模块来访问数据库，并使用 Python 编写高效、可维护的代码。

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