【100天精通python】Day33：使用python操作数据库_SQLite数据库的使用与实战

以下是 SQLite 的一些重要特点和优势：

轻量和快速：SQLite 是一个轻量级的数据库引擎，不占用太多内存或资源。它在访问和查询数据时非常快速，特别适合小型项目和移动应用。

零配置：与其他数据库不同，SQLite 不需要独立的服务器进程，无需复杂的配置。只需一个文件，你就可以开始存储和查询数据。

自包含：SQLite 数据库存储在单个文件中，这使得备份、迁移和共享数据库变得非常简单。

无需专门管理：由于 SQLite 是嵌入式的，它不需要独立的数据库管理员（DBA）来管理和维护，减轻了数据库管理的负担。

支持多种编程语言：SQLite 支持多种编程语言，包括 C/C++、Python、Java、C#、PHP 等，使开发者可以在自己熟悉的语言中使用。

事务支持：SQLite 支持事务处理，确保数据的一致性和完整性。你可以使用事务来执行一组操作，要么全部成功，要么全部回滚。

开源和跨平台：SQLite 是开源的，可以在不同的操作系统上运行，包括 Windows、macOS、Linux 等。

尽管 SQLite 适用于许多场景，但它并不适合大规模、高并发的应用，因为它不支持多用户同时写入（写入锁定）等复杂的数据库操作。然而，在许多轻量级和中小规模项目中，SQLite 提供了一种简单、快速、易用的数据库解决方案。

2 SQLite数据库安装及使用

SQLite 是一个嵌入式数据库，通常无需单独安装，因为它已经作为 Python 的标准库的一部分。这意味着你可以在 Python 中直接使用 SQLite，而不需要安装额外的软件。以下是如何使用 Python 中的 SQLite：

2.1 检查 SQLite 支持

大多数情况下，Python 已经默认包含了 SQLite 支持。你可以在 Python 交互式环境中运行以下代码，检查是否支持 SQLite：

import sqlite3
print(sqlite3.sqlite_version)

输出如下，如果输出显示了 SQLite 版本号，则说明你的 Python 支持 SQLite。

2.2 创建数据库文件

在 SQLite 中，数据库文件会在第一次连接数据库时自动创建，如果文件不存在的话。你无需手动创建数据库文件，而是在连接时指定数据库文件的名称，如果该文件不存在，SQLite 将会创建一个新的数据库文件。

2.2.1 使用 Python 创建数据库文件：

你可以使用以下代码来创建一个名为 mydatabase.db 的数据库文件并连接到它：

import sqlite3

# 连接到 SQLite 数据库（如果不存在则会创建）
conn = sqlite3.connect('mydatabase.db')

# 关闭连接
conn.close()

     在这个示例中，sqlite3.connect() 函数的参数是数据库文件的名称，即 'mydatabase.db'。如果该文件不存在，SQLite 会自动创建一个新的数据库文件。

        请注意，数据库文件将会在与你的 Python 脚本相同的目录下创建。如果你希望将数据库文件保存在特定的目录中，你需要提供完整的路径。在连接到数据库时，SQLite 将检查指定的路径是否存在，如果不存在则会创建相应的数据库文件。

        总之，你不需要手动创建 SQLite 数据库文件，只需要在连接时指定数据库文件的名称或路径即可。

2.2.2 使用命令行创建数据库文件：

如果你想在命令行中创建数据库文件，你可以使用 SQLite 的命令行工具。打开终端或命令行窗口，然后执行以下命令：

sqlite3 mydatabase.db

这将会打开一个 SQLite 命令行会话，同时创建了一个名为 mydatabase.db 的数据库文件。在 SQLite 命令行会话中，你可以执行 SQL 语句来创建表、插入数据等操作。

无论你是使用 Python 还是命令行，只要连接到一个不存在的数据库文件，SQLite 都会自动创建该数据库文件。

2.3 连接到 SQLite 数据库：

你可以使用 sqlite3.connect() 函数连接到 SQLite 数据库文件。如果指定的数据库文件不存在，它会被创建。

import sqlite3

# 连接到 SQLite 数据库（如果不存在则会创建）
conn = sqlite3.connect('mydatabase.db')

3 SQLite 中常用的SQL语句

3.1 SQL语句概述

SQL（Structured Query Language）是一种用于管理关系型数据库的标准化查询语言。它用于执行各种数据库操作，包括数据的查询、插入、更新、删除以及定义数据库结构等。以下是常用的SQL 语句：

DDL（Data Definition Language）：数据定义语言用于定义和管理数据库的结构，包括表、列、索引等。

CREATE TABLE：创建数据表。

ALTER TABLE：修改数据表结构。

DROP TABLE：删除数据表。

CREATE INDEX：创建索引。

DML（Data Manipulation Language）：数据操作语言用于执行数据的增删改查操作。

SELECT：查询数据。

INSERT INTO：插入数据。

UPDATE：更新数据。

DELETE FROM：删除数据。

DQL（Data Query Language）：数据查询语言用于查询和检索数据。

SELECT：用于从数据库中检索数据。

DCL（Data Control Language）：数据控制语言用于管理数据库的权限和访问控制。

GRANT：授予用户或角色访问权限。

REVOKE：撤销用户或角色的访问权限。

TCL（Transaction Control Language）：事务控制语言用于管理数据库中的事务操作。

COMMIT：提交事务。

ROLLBACK：回滚事务。

SAVEPOINT：设置保存点，以便在事务中进行部分回滚。

SQL 语句是用于与数据库交互的关键工具。无论是创建数据库结构、执行数据操作，还是从数据库中检索信息，SQL 都为开发者提供了强大的工具来管理和处理数据。不同的关系型数据库系统可能在一些语法和功能上有所不同，但 SQL 的核心语法通常是通用的。

3.2 SQLite 中常用的SQL 语句

SQLite 支持标准的 SQL 语法，以下是一些在 SQLite 中常用的 SQL 语句示例：

（1）创建表：

使用 CREATE TABLE 语句创建数据表。

CREATE TABLE users (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    username TEXT NOT NULL,
    email TEXT UNIQUE,
    age INTEGER
);

（2）插入数据：

使用 INSERT INTO 语句插入数据到数据表中。

INSERT INTO users (username, email, age)
VALUES ('user1', '[email protected]', 25);

（3）查询数据：

使用 SELECT 语句查询数据。

SELECT * FROM users;

（4）更新数据：

使用 UPDATE 语句更新数据。

UPDATE users
SET age = 30
WHERE username = 'user1';

（5）删除数据：

使用 DELETE FROM 语句删除数据。

DELETE FROM users
WHERE username = 'user1';

（6）过滤数据：

使用 WHERE 子句来过滤数据。

SELECT * FROM users
WHERE age > 25;

（7）排序数据：

使用 ORDER BY 子句来排序数据。

SELECT * FROM users
ORDER BY age DESC;

（8）计算统计：

使用聚合函数（如 COUNT、SUM、AVG）来计算统计信息。

SELECT COUNT(*) FROM users;
SELECT AVG(age) FROM users;

（9）连接表：

使用 JOIN 语句连接多个数据表。

SELECT orders.order_id, customers.customer_name
FROM orders
INNER JOIN customers ON orders.customer_id = customers.customer_id;

（10）分组数据：

使用 GROUP BY 子句分组数据。

SELECT gender, AVG(age) FROM users
GROUP BY gender;

4 操作SQLite

操作 SQLite 数据库涉及创建连接、创建游标、执行 SQL 语句、处理数据等步骤。以下是一个简单的示例，演示了如何使用 Python 的 sqlite3 模块来操作 SQLite 数据库：

import sqlite3

# 连接到 SQLite 数据库（如果不存在则会创建）
conn = sqlite3.connect('mydatabase.db')

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建数据表
create_table_query = '''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS books (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    title TEXT NOT NULL,
    author TEXT,
    price REAL
)
'''
cursor.execute(create_table_query)

# 插入数据
insert_query = 'INSERT INTO books (title, author, price) VALUES (?, ?, ?)'
data = [('Book A', 'Author A', 19.99),
        ('Book B', 'Author B', 29.99),
        ('Book C', 'Author C', 9.99)]
cursor.executemany(insert_query, data)

# 提交事务
conn.commit()

# 查询数据
select_query = 'SELECT * FROM books'
cursor.execute(select_query)
rows = cursor.fetchall()
for row in rows:
    print(row)

# 关闭游标和连接
cursor.close()
conn.close()

输出

在这个示例中，我们首先创建了一个数据库连接，然后创建了一个游标对象。接着，我们执行 SQL 语句来创建数据表、插入数据和查询数据。最后，我们提交事务并关闭游标和连接。

5 SQLite 实战

SQLite 在许多轻量级和中小型项目中都有很好的应用。

5.1 实战1 创建一个简单的任务管理应用

以下是一个 SQLite 实战示例，展示了如何创建一个简单的任务管理应用，其中包括创建任务、列出任务、标记任务为完成等功能。

import sqlite3

# 连接到 SQLite 数据库（如果不存在则会创建）
conn = sqlite3.connect('task_manager.db')

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建数据表
create_table_query = '''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS tasks (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    title TEXT NOT NULL,
    description TEXT,
    completed BOOLEAN
)
'''
cursor.execute(create_table_query)

def create_task(title, description):
    insert_query = 'INSERT INTO tasks (title, description, completed) VALUES (?, ?, ?)'
    cursor.execute(insert_query, (title, description, False))
    conn.commit()
    print("Task created successfully.")

def list_tasks():
    select_query = 'SELECT * FROM tasks'
    cursor.execute(select_query)
    tasks = cursor.fetchall()
    for task in tasks:
        print(f"Task ID: {task[0]}, Title: {task[1]}, Completed: {task[3]}")

def mark_task_completed(task_id):
    update_query = 'UPDATE tasks SET completed = ? WHERE id = ?'
    cursor.execute(update_query, (True, task_id))
    conn.commit()
    print("Task marked as completed.")

# 创建任务
create_task("Buy groceries", "Get milk, eggs, and bread")

# 列出任务
list_tasks()

# 标记任务为完成
task_id_to_complete = 1
mark_task_completed(task_id_to_complete)

# 列出更新后的任务列表
list_tasks()

# 关闭游标和连接
cursor.close()
conn.close()

输出：

在这个示例中，我们创建了一个 tasks 数据表，用于存储任务的信息。我们实现了三个基本功能：创建任务、列出任务和标记任务为完成。

确保你已经安装了 sqlite3 模块，通常它已经作为 Python 的标准库的一部分。在实际应用中，你可能还需要进行更多的错误处理、用户界面设计等，以满足实际需求。

5.2 实战2 创建一个任务管理应用，扩展编辑和删除任务

当涉及编辑和删除任务时，我们可以添加相应的功能来实现这些操作。以下是一个扩展了编辑和删除任务功能的 SQLite 实战示例：

import sqlite3

# 连接到 SQLite 数据库（如果不存在则会创建）
conn = sqlite3.connect('task_manager.db')

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建数据表
create_table_query = '''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS tasks (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    title TEXT NOT NULL,
    description TEXT,
    completed BOOLEAN
)
'''
cursor.execute(create_table_query)

def create_task(title, description):
    insert_query = 'INSERT INTO tasks (title, description, completed) VALUES (?, ?, ?)'
    cursor.execute(insert_query, (title, description, False))
    conn.commit()
    print("Task created successfully.")

def list_tasks():
    select_query = 'SELECT * FROM tasks'
    cursor.execute(select_query)
    tasks = cursor.fetchall()
    for task in tasks:
        print(f"Task ID: {task[0]}, Title: {task[1]}, Completed: {task[3]}")

def mark_task_completed(task_id):
    update_query = 'UPDATE tasks SET completed = ? WHERE id = ?'
    cursor.execute(update_query, (True, task_id))
    conn.commit()
    print("Task marked as completed.")

def edit_task(task_id, new_title, new_description):
    update_query = 'UPDATE tasks SET title = ?, description = ? WHERE id = ?'
    cursor.execute(update_query, (new_title, new_description, task_id))
    conn.commit()
    print("Task edited successfully.")

def delete_task(task_id):
    delete_query = 'DELETE FROM tasks WHERE id = ?'
    cursor.execute(delete_query, (task_id,))
    conn.commit()
    print("Task deleted successfully.")

# 创建任务
create_task("Buy groceries", "Get milk, eggs, and bread")

# 编辑任务
edit_task(1, "Buy groceries", "Get milk, eggs, bread, and fruits")

# 列出任务
list_tasks()

# 删除任务
delete_task(1)

# 列出更新后的任务列表
list_tasks()

# 关闭游标和连接
cursor.close()
conn.close()

5.3 实战3 实现用户数据增删查看修改等

以下是一个使用 SQLite 数据库的案例，展示了如何实现新增用户数据、查看用户数据、修改用户数据和删除用户数据等操作：

import sqlite3

# 连接到 SQLite 数据库（如果不存在则会创建）
conn = sqlite3.connect('user_database.db')

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建数据表
create_table_query = '''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    username TEXT NOT NULL,
    email TEXT NOT NULL,
    age INTEGER
)
'''
cursor.execute(create_table_query)

def create_user(username, email, age):
    insert_query = 'INSERT INTO users (username, email, age) VALUES (?, ?, ?)'
    cursor.execute(insert_query, (username, email, age))
    conn.commit()
    print("User created successfully.")

def list_users():
    select_query = 'SELECT * FROM users'
    cursor.execute(select_query)
    users = cursor.fetchall()
    for user in users:
        print(f"User ID: {user[0]}, Username: {user[1]}, Email: {user[2]}, Age: {user[3]}")

def edit_user(user_id, new_username, new_email, new_age):
    update_query = 'UPDATE users SET username = ?, email = ?, age = ? WHERE id = ?'
    cursor.execute(update_query, (new_username, new_email, new_age, user_id))
    conn.commit()
    print("User information edited successfully.")

def delete_user(user_id):
    delete_query = 'DELETE FROM users WHERE id = ?'
    cursor.execute(delete_query, (user_id,))
    conn.commit()
    print("User deleted successfully.")

# 创建用户
create_user("user1", "[email protected]", 25)

# 查看用户列表
list_users()

# 修改用户信息
edit_user(1, "updated_user1", "[email protected]", 30)

# 查看更新后的用户列表
list_users()

# 删除用户
delete_user(1)

# 查看删除后的用户列表
list_users()

# 关闭游标和连接
cursor.close()
conn.close()

输出：

在这个案例中，我们创建了一个 users 数据表，用于存储用户的信息。我们实现了四个基本功能：创建用户、查看用户列表、编辑用户信息和删除用户。这些功能的实现都依赖于 SQL 的 INSERT、SELECT、UPDATE 和 DELETE 语句。