【100天精通python】Day34：使用python操作數據庫

?專欄導讀?

1?ORM 概述

2?SQLAlchemy 概述

3 ORM：SQLAlchemy使用

?3.1?安裝SQLAlchemy：

3.2 定義數據庫模型類：

3.3 創建數據表：

3.4 插入數據：

?3.5?查詢數據：

3.6 更新數據：

3.7 刪除數據：

3.8??關閉會話：

4? 實戰

??設計一個簡單的圖書管理系統。

?專欄導讀?

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1?ORM 概述

????????ORM（對象關系映射）是一種編程技術，用于在關系型數據庫和面向對象編程語言之間建立映射關系，使得數據庫中的表和記錄可以映射到編程語言中的對象和類。ORM的目標是簡化數據庫操作，使開發人員能夠以面向對象的方式處理數據庫。

????????在Python中，有多個ORM庫可用，其中最知名的是SQLAlchemy。SQLAlchemy提供了一種將Python對象與數據庫表之間建立映射關系的方式，允許開發人員使用Python類來操作數據庫。

ORM的優勢包括：

抽象化數據庫操作：ORM隱藏了底層數據庫的細節，開發人員可以更專注于業務邏輯，而不需要編寫復雜的SQL查詢。

面向對象編程：ORM允許開發人員使用面向對象的方式處理數據，使得代碼更加清晰、可維護。

跨數據庫支持：ORM庫通常提供了跨多種數據庫的支持，開發人員可以輕松切換數據庫而不需要更改大量代碼。

自動建表和遷移：ORM庫可以自動根據定義的Python類生成數據庫表，并支持數據庫遷移。

查詢生成器：ORM庫通常提供了查詢生成器，使得編寫查詢更加簡單和直觀。

事務管理：ORM庫可以幫助管理事務，確保數據的一致性和完整性。

2?SQLAlchemy 概述

????????SQLAlchemy是一個強大的Python SQL工具包和對象關系映射（ORM）庫，它允許開發人員使用Python編程語言與關系型數據庫進行交互。SQLAlchemy提供了一種靈活且強大的方式來執行SQL查詢、插入、更新、刪除等操作，同時還支持將數據庫表映射到Python類，使開發人員可以以面向對象的方式操作數據庫。

以下是SQLAlchemy的主要特點和概述：

ORM功能：SQLAlchemy的核心特點之一是其ORM功能。它允許你通過定義Python類來映射數據庫表和記錄，將數據庫操作轉化為面向對象的操作，使代碼更加直觀和易于維護。

多種數據庫支持：SQLAlchemy支持多種關系型數據庫，包括MySQL、SQLite、PostgreSQL、Oracle等，允許開發人員在不同數據庫之間切換而無需更改大部分代碼。

靈活性：SQLAlchemy提供了多種方式來執行SQL操作，包括原始SQL查詢、查詢生成器以及ORM查詢。這使得開發人員可以根據需求選擇適合的方式。

連接池管理：SQLAlchemy支持連接池管理，可以在應用程序和數據庫之間維護一組數據庫連接，提高性能和效率。

事務管理：SQLAlchemy允許你使用事務管理來確保數據庫操作的一致性和完整性，可以提交、回滾和中斷事務。

數據庫遷移：SQLAlchemy提供了Alembic工具，用于數據庫遷移和版本管理，使得對數據庫結構的變更更加可控。

多種關聯：SQLAlchemy支持多種關聯類型，如一對多、多對多等關聯關系，使數據庫之間的關系更加清晰。

跨表查詢：SQLAlchemy允許在ORM查詢中執行跨表聯接，從而實現復雜的查詢操作。

性能優化：SQLAlchemy提供了各種性能優化選項，如緩存、批量操作等，以提升大規模數據處理的效率。

豐富的文檔和社區支持：SQLAlchemy擁有豐富的官方文檔和活躍的社區，使得學習和解決問題變得更加容易。

????????總之，SQLAlchemy是一個強大的Python數據庫工具包，適用于各種規模的項目，從小型應用到大型企業級系統。它的靈活性、面向對象的設計和多種功能使得它成為Python開發人員進行數據庫操作的首選工具之一。

3 ORM：SQLAlchemy使用

????????當使用Python中的ORM（例如SQLAlchemy）時，你可以通過創建Python類來定義數據庫模型，然后使用這些模型對象來執行數據庫操作。以下是使用SQLAlchemy的詳細示例：

3.1?安裝SQLAlchemy：

首先，你需要安裝SQLAlchemy庫。你可以使用以下命令在終端中安裝它：

pip install sqlalchemy

3.2 定義數據庫模型類：

創建一個Python類來定義數據庫模型。每個類表示一個表，類的屬性表示表的列。

from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base# 創建數據庫連接
engine = create_engine('sqlite:///example.db')
Base = declarative_base()# 定義模型類
class User(Base):__tablename__ = 'users'id = Column(Integer, primary_key=True)name = Column(String)age = Column(Integer)

3.3 創建數據表：

通過調用create_all()方法創建數據庫表。

Base.metadata.create_all(engine)

3.4 插入數據：

創建一個模型對象，然后將其添加到會話中并提交。

from sqlalchemy.orm import sessionmaker# 創建會話
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()# 添加數據
new_user = User(name='Alice', age=25)
session.add(new_user)
session.commit()

?3.5?查詢數據：

使用會話查詢模型對象。

# 查詢數據
user = session.query(User).filter_by(name='Alice').first()
if user:print("User found:", user.name, user.age)
else:print("User not found")

3.6 更新數據：

可以更新模型對象的屬性，然后提交會話來更新數據庫。

user.age = 26
session.commit()

3.7 刪除數據：

使用delete()方法刪除模型對象，然后提交會話。

session.delete(user)
session.commit()

3.8??關閉會話：

記得在完成操作后關閉會話。

session.close()

4? 實戰

??設計一個簡單的圖書管理系統。

以下是一個使用SQLAlchemy的圖書管理系統的完整示例：?

確保已安裝sqlalchemy，? pip install sqlalchemy

from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String, ForeignKey
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base# 創建數據庫連接
engine = create_engine('sqlite:///library.db')
Base = declarative_base()# 定義作者模型類
class Author(Base):__tablename__ = 'authors'id = Column(Integer, primary_key=True)name = Column(String)# 定義圖書模型類
class Book(Base):__tablename__ = 'books'id = Column(Integer, primary_key=True)title = Column(String)author_id = Column(Integer, ForeignKey('authors.id'))# 創建數據表
Base.metadata.create_all(engine)# 創建會話
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()# 添加作者
author1 = Author(name='J.K. Rowling')
author2 = Author(name='George Orwell')session.add_all([author1, author2])
session.commit()# 添加圖書
book1 = Book(title='Harry Potter and the Sorcerer\'s Stone', author_id=author1.id)
book2 = Book(title='1984', author_id=author2.id)session.add_all([book1, book2])
session.commit()# 查詢數據
print("Authors:")
authors = session.query(Author).all()
for author in authors:print("Author:", author.name)selected_author = session.query(Author).filter_by(name='J.K. Rowling').first()
if selected_author:print("\nBooks by", selected_author.name)books = session.query(Book).filter_by(author_id=selected_author.id).all()for book in books:print("Book:", book.title)# 關閉會話
session.close()

上述代碼示例演示了如何使用SQLAlchemy庫創建一個簡單的圖書管理系統。

導入所需模塊：代碼開始時導入了所需的SQLAlchemy模塊，包括創建引擎、定義模型類、創建數據表和會話等。

創建數據庫連接和基類：使用create_engine函數創建了SQLite數據庫連接，然后通過declarative_base創建了一個基類Base。

定義模型類：定義了兩個模型類，即Author（作者）和Book（圖書）。每個類對應一個表，類的屬性對應表的列。

創建數據表：通過調用Base.metadata.create_all(engine)方法，基于模型類創建了數據庫中的數據表。

創建會話：使用sessionmaker創建了一個會話類Session，然后通過Session()創建了一個會話實例session。

添加數據：創建了兩個作者實例，使用session.add_all()將其添加到會話中，并通過session.commit()提交到數據庫。

查詢數據：使用session.query()查詢了作者和圖書信息，并進行了打印輸出。

關閉會話：在所有操作完成后，通過session.close()關閉了會話，釋放資源。

總體而言，這個示例展示了如何使用SQLAlchemy來創建數據庫模型、執行數據庫操作、查詢數據以及關閉會話。通過使用ORM，你可以將數據庫操作轉化為面向對象的方式，使代碼更加清晰、可維護。你可以根據需求進一步擴展這個示例，添加更多功能和復雜性。

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