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
- 15.1 SQLite数据库
- 15.1.1 SQLite数据类型
- 15.1.2 Python数据类型与SQLite数据类型的映射
- 15.1.3 使用GUI管理工具管理SQLite数据库
- 15.2 数据库编程的基本操作过程
- 15.3 sqlite3模块API
- 15.3.1 数据库连接对象Connection
- 15.3.2 游标对象Cursor
- 15.4 动动手——数据库的CRUD操作示例
- 15.4.1 示例中的数据表
- 15.4.2 无条件查询
- 15.4.3 有条件查询
- 15.4.4 插入数据
- 15.4.5 更新数据
- 15.4.6 删除数据
- 15.5 点拨点拨——防止SQL注入攻击
- 15.6 练一练
- 15.7 访问数据库总结常见方法和库
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：
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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：
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。
15.1.3 使用GUI管理工具管理SQLite数据库
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。
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。
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。
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。
5 浏览数据
DB Browser for SQLite常用于浏览数据。
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。
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。
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。
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。
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。
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：
通过Python指令运行文件：
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：
通过Python指令运行文件：
15.4.4 插入数据
数据插入操作SQL语句是INSERT。
示例代码如下：
通过Python指令运行文件：
数据插入成功，可以使用DB Browser for SQLite浏览数据：
15.4.5 更新数据
数据更新操作SQL语句是UPDATE。
示例代码如下：
通过Python指令运行文件：
数据更新成功，可以使用DB Browser for SQLite浏览数据：
15.4.6 删除数据
数据删除操作SQL语句是DELETE。
示例代码如下：
通过Python指令运行文件：
数据更新成功，可以使用DB Browser for SQLite浏览数据：
15.5 点拨点拨——防止SQL注入攻击
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：
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
