Python文件操作及数据库交互（Python File Manipulation and Database Interaction）

Python文件操作及数据库的交互

在实际开发中，文件操作与数据库交互是非常常见的任务。Python作为一种高效且灵活的编程语言，不仅提供了丰富的文件操作功能，还通过多种库与数据库进行高效交互。本文将详细介绍如何使用Python进行文件操作，以及如何通过Python与数据库进行数据交互，并通过具体的代码示例展示这些操作在实际开发中的应用。

文件操作

Python内置了非常丰富的文件操作功能，包括读取、写入、追加等操作，支持文本文件和二进制文件。

常用的文件操作包括：

1. 打开文件：使用open()函数打开文件，并通过模式选择文件的操作方式（如读、写、追加等）。

2. 读写文件：可以通过read()、write()、readlines()等方法读取或写入文件内容。

3. 关闭文件：使用close()关闭文件，确保资源的释放。

打开文件

在Python中，使用open()函数来打开文件。该函数的第一个参数是文件路径，第二个参数是模式。

常用模式包括：

• 'r'：以读模式打开文件（默认）。

• 'w'：以写模式打开文件，如果文件不存在将创建文件，存在则清空内容。

• 'a'：以追加模式打开文件，如果文件不存在将创建文件。

  打开文件进行读取

  file = open('example.txt', 'r')

  读取文件内容

  content = file.read()
  print(content)

  关闭文件

  file.close()

使用with上下文管理器

在文件操作中，通常会忘记关闭文件，可能会导致资源泄漏。为了避免这种情况，Python提供了with上下文管理器，能够在文件操作完成后自动关闭文件。

# 使用with上下文管理器打开文件
with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)

写入文件

可以使用write()方法将数据写入文件。若文件不存在，Python将自动创建该文件。

# 以写模式打开文件
with open('output.txt', 'w') as file:
    file.write("Hello, Python文件操作！")

追加内容

如果需要在已有的文件末尾添加内容，可以使用追加模式'a'：

# 以追加模式打开文件
with open('output.txt', 'a') as file:
    file.write("\n追加内容")

读取文件

Python提供了多种读取文件的方式：

• read()：一次性读取整个文件的内容。

• readline()：逐行读取文件。

• readlines()：读取文件的所有行，并返回一个列表。

  逐行读取文件

  with open('example.txt', 'r') as file:
  for line in file:
  print(line.strip()) # 去掉每行末尾的换行符

二进制文件操作

除了文本文件，Python还支持对二进制文件的操作。

例如，读取图片、视频等非文本格式的文件时，需要以二进制模式打开文件：

# 读取二进制文件
with open('image.png', 'rb') as file:
    data = file.read()
    print(data)

与数据库的交互

Python支持多种数据库的连接，包括MySQL、SQLite、PostgreSQL等。通过使用合适的数据库库，开发者可以轻松地实现Python与数据库之间的数据交互。

使用SQLite数据库

SQLite是Python标准库自带的轻量级数据库，无需额外安装即可使用。它非常适合于小型应用或本地开发时的快速原型设计。

连接数据库

首先，使用sqlite3模块来连接SQLite数据库。如果数据库文件不存在，SQLite会自动创建一个新的数据库文件。

import sqlite3

# 连接到SQLite数据库（如果不存在将创建）
conn = sqlite3.connect('example.db')

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建一个表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    name TEXT NOT NULL,
    age INTEGER NOT NULL
)
''')

# 提交更改
conn.commit()

# 关闭连接
conn.close()

在这个例子中，首先连接到SQLite数据库并创建一个名为users的表。如果表已经存在，则不会重复创建。

插入数据

可以通过执行SQL语句来向数据库中插入数据。execute()方法用于执行单条SQL语句，executemany()用于批量插入。

import sqlite3

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

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

# 提交更改
conn.commit()

# 关闭连接
conn.close()

查询数据

可以通过SQL查询语句从数据库中检索数据，并使用fetchall()或fetchone()来获取结果。

import sqlite3

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

# 查询数据
cursor.execute('SELECT * FROM users')
rows = cursor.fetchall()

# 打印查询结果
for row in rows:
    print(row)

# 关闭连接
conn.close()

更新和删除数据

还可以使用SQL语句对数据进行更新和删除操作。

# 更新数据
cursor.execute('UPDATE users SET age = ? WHERE name = ?', (28, 'Bob'))

# 删除数据
cursor.execute('DELETE FROM users WHERE name = ?', ('Alice',))

conn.commit()

使用MySQL数据库

除了SQLite，MySQL也是Python中常用的数据库。可以使用pymysql或mysql-connector-python等库来与MySQL数据库进行交互。

安装MySQL库

使用pip安装MySQL连接库：

pip install pymysql

连接MySQL数据库

import pymysql

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

cursor = conn.cursor()

# 创建表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS employees (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(255) NOT NULL,
    position VARCHAR(255) NOT NULL,
    salary DECIMAL(10, 2)
)
''')

conn.commit()
conn.close()

在这个示例中，使用pymysql连接到MySQL数据库，并创建一个名为employees的表。

插入和查询数据

与SQLite类似，可以使用execute()方法来执行插入和查询操作。

# 插入数据
cursor.execute('INSERT INTO employees (name, position, salary) VALUES (%s, %s, %s)', ('John Doe', 'Manager', 75000))

# 查询数据
cursor.execute('SELECT * FROM employees')
rows = cursor.fetchall()

for row in rows:
    print(row)

文件与数据库交互

文件数据导入数据库

假设有一个CSV文件，其中包含大量用户数据，可以将这些数据导入数据库中。

import csv
import sqlite3

# 打开CSV文件
with open('users.csv', 'r') as file:
    reader = csv.reader(file)

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

    # 插入数据
    for row in reader:
        cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)', (row[0], row[1]))

    conn.commit()
    conn.close()

数据库数据导出为文件

同样的，也可以从数据库中提取数据，并将其保存到文件中。例如，将数据库中的数据导出为CSV文件：

import csv
import sqlite3

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

# 查询数据
cursor.execute('SELECT * FROM users')
rows = cursor.fetchall()

# 将数据写入CSV文件
with open('exported_users.csv', 'w', newline='') as file:
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerow(['ID', 'Name', 'Age'])  # 写入表头
    writer.writerows(rows)

conn.close()

总结

在开发过程中，文件操作与数据库交互是常见的任务。本文详细介绍了如何使用Python进行文件的读写操作，并展示了如何与SQLite和MySQL数据库进行高效交互。Python通过内置的open()函数轻松实现文件的读取、写入和追加，而使用sqlite3和pymysql等库，开发者能够方便地操作数据库。通过实例，展示了如何将文件数据导入数据库，或将数据库中的数据导出为文件，进一步提升数据处理的效率。