Python 数据库操作教程

引言

在现代应用程序中，数据库是存储和管理数据的核心组件。Python 提供了多种方式与数据库进行交互，包括使用内置的 sqlite3 模块、SQLAlchemy ORM、以及其他第三方库如 PyMySQL 和 psycopg2。本教程将深入探讨如何使用 Python 进行数据库操作，涵盖从基础到高级的内容，并通过示例帮助您更好地理解。

1. 环境准备

在开始之前，确保您的计算机上安装了 Python。您可以通过以下命令检查 Python 是否已安装：

python --version

接下来，安装所需的库。我们将使用 sqlite3 和 SQLAlchemy 作为示例。

pip install sqlalchemy

2. 使用 SQLite3 进行基本数据库操作

2.1 创建数据库和表

SQLite 是一个轻量级的数据库，非常适合小型应用和开发测试。以下代码展示了如何创建一个数据库和表。

import sqlite3# 连接到数据库（如果数据库不存在，会自动创建）
conn = sqlite3.connect('example.db')# 创建一个游标对象
cursor = conn.cursor()# 创建一个用户表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,name TEXT NOT NULL,age INTEGER NOT NULL
)
''')# 提交事务并关闭连接
conn.commit()
conn.close()

2.2 插入数据

接下来，我们将插入一些数据到 users 表中。

def insert_user(name, age):conn = sqlite3.connect('example.db')cursor = conn.cursor()cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)', (name, age))conn.commit()conn.close()# 插入示例用户
insert_user('Alice', 30)
insert_user('Bob', 25)

2.3 查询数据

我们可以使用 SQL 查询语句从数据库中获取数据。

def fetch_users():conn = sqlite3.connect('example.db')cursor = conn.cursor()cursor.execute('SELECT * FROM users')users = cursor.fetchall()conn.close()return users# 打印所有用户
for user in fetch_users():print(user)

2.4 更新和删除数据

更新和删除数据同样简单。以下是更新和删除用户的示例。

def update_user(user_id, name, age):conn = sqlite3.connect('example.db')cursor = conn.cursor()cursor.execute('UPDATE users SET name = ?, age = ? WHERE id = ?', (name, age, user_id))conn.commit()conn.close()def delete_user(user_id):conn = sqlite3.connect('example.db')cursor = conn.cursor()cursor.execute('DELETE FROM users WHERE id = ?', (user_id,))conn.commit()conn.close()# 更新用户数据
update_user(1, 'Alice Smith', 31)# 删除用户
delete_user(2)

3. 使用 SQLAlchemy 进行高级数据库操作

SQLAlchemy 是一个强大的 ORM（对象关系映射）库，允许我们使用 Python 对象与数据库交互，而无需直接编写 SQL 语句。

3.1 设置 SQLAlchemy

首先，我们需要导入所需的库并设置数据库连接。

from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker# 创建数据库引擎
engine = create_engine('sqlite:///example.db', echo=True)# 创建基础类
Base = declarative_base()# 定义用户模型
class User(Base):__tablename__ = 'users'id = Column(Integer, primary_key=True)name = Column(String)age = Column(Integer)# 创建表
Base.metadata.create_all(engine)# 创建会话
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()

3.2 使用 SQLAlchemy 插入数据

现在我们可以使用 ORM 的方式插入数据。

def insert_user_sqlalchemy(name, age):new_user = User(name=name, age=age)session.add(new_user)session.commit()# 插入示例用户
insert_user_sqlalchemy('Charlie', 28)

3.3 查询数据

使用 SQLAlchemy 查询数据也非常简单。

def fetch_users_sqlalchemy():return session.query(User).all()# 打印所有用户
for user in fetch_users_sqlalchemy():print(f'ID: {user.id}, Name: {user.name}, Age: {user.age}')

3.4 更新和删除数据

同样地，我们可以使用 SQLAlchemy 更新和删除用户。

def update_user_sqlalchemy(user_id, name, age):user = session.query(User).filter(User.id == user_id).first()if user:user.name = nameuser.age = agesession.commit()def delete_user_sqlalchemy(user_id):user = session.query(User).filter(User.id == user_id).first()if user:session.delete(user)session.commit()# 更新用户数据
update_user_sqlalchemy(1, 'Charlie Brown', 29)# 删除用户
delete_user_sqlalchemy(1)