【第2篇】 Python与数据库基础

1. 数据库的基本概念

1.1 表（Table）

• 表是数据库中存储数据的基本单位，由行和列组成。
• 例如：users 表可以存储用户信息，每一行代表一个用户，每一列代表用户的属性（如姓名、年龄）。

1.2 字段（Field/Column）

• 字段是表中的列，用于存储特定类型的数据。
• 例如：users 表中的 name 字段存储用户的姓名，age 字段存储用户的年龄。

1.3 索引（Index）

• 索引是用于加速数据检索的数据结构，类似于书籍的目录。
• 例如：在 users 表的 name 字段上创建索引，可以加快按姓名查询的速度。

1.4 主键（Primary Key）

• 主键是表中唯一标识每一行的字段，不能重复且不能为空。
• 例如：users 表中的 id 字段可以作为主键，确保每个用户有唯一的标识。

1.5 外键（Foreign Key）

• 外键是用于建立表与表之间关系的字段，指向另一张表的主键。
• 例如：orders 表中的 user_id 字段可以作为外键，指向 users 表的 id 字段，表示订单属于哪个用户。

1.6 事务（Transaction）

• 事务是一组数据库操作，要么全部成功，要么全部失败，确保数据的一致性。
• 例如：转账操作需要在一个事务中完成，确保从一个账户扣款和向另一个账户加款同时成功或失败。

---

2. Python 连接数据库的基本方法

Python 提供了多种库来连接和操作数据库，常见的包括 sqlite3、pymysql、psycopg2 等。以下是 Python 连接数据库的基本方法以及数据库的基本概念。

2.1 SQLite

SQLite 是一个轻量级的嵌入式数据库，适合小型应用或原型开发。Python 内置了 sqlite3 模块，无需额外安装。

连接 SQLite 数据库

import sqlite3

# 连接数据库（如果不存在则创建）
conn = sqlite3.connect('example.db')

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建表
cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users
                  (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, age INTEGER)''')

# 插入数据
cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Alice', 25)")

# 提交事务
conn.commit()

# 查询数据
cursor.execute("SELECT * FROM users")
print(cursor.fetchall())

# 关闭连接
conn.close()

---

2.2 MySQL

MySQL 是一个流行的关系型数据库，使用 pymysql 库可以连接 MySQL 数据库。

安装 pymysql

pip install pymysql

连接 MySQL 数据库

import pymysql

# 连接数据库
conn = pymysql.connect(
    host='localhost',
    user='root',
    password='password',
    database='test_db'
)

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建表
cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users
                  (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, name VARCHAR(255), age INT)''')

# 插入数据
cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Bob', 30)")

# 提交事务
conn.commit()

# 查询数据
cursor.execute("SELECT * FROM users")
print(cursor.fetchall())

# 关闭连接
conn.close()

---

2.3 PostgreSQL

PostgreSQL 是一个功能强大的开源关系型数据库，使用 psycopg2 库可以连接 PostgreSQL 数据库。

安装 psycopg2

pip install psycopg2

连接 PostgreSQL 数据库

import psycopg2

# 连接数据库
conn = psycopg2.connect(
    host='localhost',
    user='postgres',
    password='password',
    database='test_db'
)

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建表
cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users
                  (id SERIAL PRIMARY KEY, name VARCHAR(255), age INT)''')

# 插入数据
cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Charlie', 35)")

# 提交事务
conn.commit()

# 查询数据
cursor.execute("SELECT * FROM users")
print(cursor.fetchall())

# 关闭连接
conn.close()

---

2.4 示例：数据库操作的综合应用

以下是一个综合示例，展示如何使用 Python 连接 SQLite 数据库，并进行基本的增删改查操作。

import sqlite3

# 连接数据库
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()

# 创建表
cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users
                  (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, age INTEGER)''')

# 插入数据
cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Alice', 25)")
cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Bob', 30)")

# 提交事务
conn.commit()

# 查询数据
cursor.execute("SELECT * FROM users")
print("查询结果：", cursor.fetchall())

# 更新数据
cursor.execute("UPDATE users SET age = 26 WHERE name = 'Alice'")
conn.commit()

# 删除数据
cursor.execute("DELETE FROM users WHERE name = 'Bob'")
conn.commit()

# 查询数据
cursor.execute("SELECT * FROM users")
print("更新后的查询结果：", cursor.fetchall())

# 关闭连接
conn.close()

---

4. 总结

• 数据库的基本概念包括表、字段、索引、主键、外键和事务。
• Python 提供了多种库来连接和操作数据库，如 sqlite3、pymysql、psycopg2。
• 掌握这些基础知识后，就可以使用Python对数据库进行基本的操作了，如果想要精进，还要多多实践。