Python操作SQLite数据库：从基础语法到完整项目实战

文章目录

一、什么是SQLite数据库？

SQLite 是一个轻量级的、开源的、嵌入式的 SQL 数据库引擎。与 MySQL、PostgreSQL 等传统数据库不同，SQLite

不需要单独的服务器进程，整个数据库就是一个单独的文件。这种设计让 SQLite 在小型应用、移动应用、嵌入式系统中特别受欢迎。
SQLite 的核心特点：

1、零配置：无需安装和配置，Python内置支持

2、无服务器：数据库就是文件，不需要数据库服务器

3、跨平台：数据库文件可以在不同操作系统间移植

4、事务支持：支持ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）事务

5、小巧高效：整个库只有几百KB，但功能完整
那为什么要学习SQLite呢?

对于 Python 初学者来说，SQLite 是学习数据库操作的最佳选择：

学习曲线平缓：语法简单，易于理解

环境简单：不需要安装额外软件

实践性强：可以在本地快速创建和测试数据库

应用广泛：很多移动应用和小型网站使用 SQLite

过渡桥梁：学会 SQLite 后，再学其他数据库会更容易

二、Python操作SQLite数据库的基本步骤

1、导入SQLite模块

Python 标准库中已经包含了 SQLite 模块，无需额外安装：import sqlite3

注：需要在PyCharm中安装一个插件，因为IDE需要数据库插件才能直接查看数据库中的内容：

在PyCharm设置中找到插件选项，在应用市场搜索SimpleSqliteBrowser插件安装即可查看数据库内容。

2、数据库连接

创建和连接数据库在 SQLite 中，数据库连接是操作数据库的起点：

python 复制代码

# 连接到数据库（如果不存在则创建）
connection = sqlite3.connect('my_database.db')

# 创建一个游标对象（用于执行SQL语句）
cursor = connection.cursor()

print("数据库连接成功！")
print(f"数据库文件: my_database.db")
print(f"游标对象: {cursor}")

# 不要忘记关闭连接（在实际应用中应该在 finally 中关闭）
connection.close()

注：连接（connection）：代表与数据库文件的连接，一个应用程序可以有多个连接

游标：用于执行SQL语句和获取结果，每个连接可以有多个游标

python 复制代码

# 导入sqlite3模块，用于SQLite数据库操作
import sqlite3


def demonstrate_connection_cursor():
    """演示 sqlite3 连接对象和游标对象之间的关系"""

    # 创建一个连接
    conn = sqlite3.connect('example.db')

    # 创建多个游标
    cursor1 = conn.cursor()
    cursor2 = conn.cursor()

    print(f"连接对象: {conn}")
    print(f"游标1: {cursor1}")
    print(f"游标2: {cursor2}")
    # 输出False，因为两个游标是不同的对象
    print(f"两个游标是否相同: {cursor1 is cursor2}")

    # 使用不同的游标执行操作
    cursor1.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS test1 (id INTEGER)")
    cursor2.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS test2 (id INTEGER)")

    # 提交更改
    conn.commit()

    # 关闭连接（会自动关闭所有游标）
    conn.close()


# 演示数据库连接游标的方法
demonstrate_connection_cursor()

在数据库中有两个表test1和test2

三、创建和管理数据库表

1、创建数据表

在数据库中，数据存储在表中。表由行和列组成：

python 复制代码

# 导入sqlite3模块，用于操作SQLite数据库
import sqlite3

# 创建与SQLite数据库的连接
conn = sqlite3.connect('my_school.db')

# 创建一个游标对象，用于执行SQL语句
crs = conn.cursor()

# 使用多行字符串执行SQL语句，创建student表（如果不存在）
# 表包含以下字段：
# id: 整型主键，自动递增
# name: 文本类型，不能为空
# age: 整型，不能为空
# address: 文本类型，不能为空
# grade: 文本类型，不能为空
crs.execute('''
    create table if not exists student(
    id integer primary key  autoincrement,
    name text not null ,
    age integer not null ,
    address text not null,
    grade text not null
    )
''')

# 提交事务，将更改保存到数据库
conn.commit()
# 关闭数据库连接
conn.close()

会在数据库student表中显示id、name、age、address、grade字段（因为还未曾向表中添加数据，因此表中没有数据，是一个空数据表格）。

2、常见数据类型

SQLite 支持以下主要数据类型：

数据类型	描述	示例
integer	整数	1,100,-50
real	浮点数	3.14, 2.718
text	文本字符串	'Hello','张三'
blob	二进制	图片、文件等
NULL	空值	NULL

3、约束条件

约束用于限制表中数据的规则：

python 复制代码

# 导入sqlite3模块，用于SQLite数据库操作
import sqlite3


def create_table_with_constraints():
    """创建带约束的表"""

    conn = sqlite3.connect('constraints_demo.db')
    cursor = conn.cursor()

    create_table_sql = '''
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS employees (
        id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,      -- 主键约束
        employee_id TEXT UNIQUE NOT NULL,          -- 唯一且非空约束
        name TEXT NOT NULL,                        -- 非空约束
        age INTEGER CHECK (age >= 18 AND age <= 65),  -- 检查约束
        department TEXT DEFAULT '未分配',           -- 默认值约束
        salary REAL CHECK (salary >= 0),           -- 检查约束
        hire_date DATE                             -- 日期类型
    )
    '''

    # 执行创建表的SQL语句
    cursor.execute(create_table_sql)
    # 提交数据库事务，确保表被创建
    conn.commit()

    # 关闭数据库连接
    conn.close()


# 调用创建表的函数
create_table_with_constraints()

四、基本数据操作

1、插入数据

向表中添加新记录：

python 复制代码

# 导入sqlite3模块，用于操作SQLite数据库
import sqlite3

# 创建与SQLite数据库的连接，如果数据库不存在则创建，存在则打开
connection = sqlite3.connect('my_school.db')

# 创建游标对象，用于执行SQL语句
crs = connection.cursor()

# 使用多行字符串执行SQL语句，创建student表（如果不存在）
crs.execute('''
    create table if not exists student(
    id integer primary key  autoincrement,
    name text not null ,
    age integer not null ,
    address text not null,
    grade text not null
    )
''')

# 新增(插入)数据： insert into  table_name  values
crs.execute("insert into student(name,age,address,grade) values('张三', 18, '深圳', '一年级' )")
crs.execute("insert into student(name,age,address,grade) values('李四', 19, '成都', '二年级' )")
crs.execute("insert into student(name,age,address,grade) values('王五', 20, '长沙', '三年级' )")

# 提交事务
connection.commit()
# 关闭数据库连接
connection.close()

2、查询数据

从表中检索数据：

python 复制代码

# 导入sqlite3模块，用于操作SQLite数据库
import sqlite3

# 创建与SQLite数据库的连接，如果数据库不存在则创建，存在则打开
connection = sqlite3.connect('my_school.db')

# 创建游标对象，用于执行SQL语句
crs = connection.cursor()

# 使用多行字符串执行SQL语句，创建student表（如果不存在）
crs.execute('''
    create table if not exists student(
    id integer primary key  autoincrement,
    name text not null ,
    age integer not null ,
    address text not null,
    grade text not null
    )
''')

# 查询数据： select 列名（或者 *） from table_name
# * 表示查询所有列
crs.execute("select * from student ")
# 获取所有数据,返回一个元组列表
rows = crs.fetchall()
# print(rows)
for row in rows:
    print(row)

3、更新数据

修改现有记录：

python 复制代码

# 导入sqlite3模块，用于操作SQLite数据库
import sqlite3

# 创建与SQLite数据库的连接，如果数据库不存在则创建，存在则打开
connection = sqlite3.connect('my_school.db')

# 创建游标对象，用于执行SQL语句
crs = connection.cursor()

# 使用多行字符串执行SQL语句，创建student表（如果不存在）
crs.execute('''
    create table if not exists student(
    id integer primary key  autoincrement,
    name text not null ,
    age integer not null ,
    address text not null,
    grade text not null
    )
''')

# 修改数据(一定要带有条件): update table_name set  where
# where 是要满足的条件，set 是要修改的字段的，以下的语句是将王五的年龄改为21
crs.execute("update student set age = 21 where name = '王五'")

# 提交事务
connection.commit()
# 关闭数据库连接
connection.close()

4、删除数据

从表中删除记录：

python 复制代码

# 导入sqlite3模块，用于操作SQLite数据库
import sqlite3

# 创建与SQLite数据库的连接，如果数据库不存在则创建，存在则打开
connection = sqlite3.connect('my_school.db')

# 创建游标对象，用于执行SQL语句
crs = connection.cursor()

# 使用多行字符串执行SQL语句，创建student表（如果不存在）
crs.execute('''
    create table if not exists student(
    id integer primary key  autoincrement,
    name text not null ,
    age integer not null ,
    address text not null,
    grade text not null
    )
''')

# 删除数据(一定要带有条件)： delete from  table_name  where
# where 是要满足的条件，以下的语句是将李四这一行数据删除
crs.execute("delete from student where name = '李四'")
# 删除整个表格：drop table table_name

# 提交事务
connection.commit()
# 关闭数据库连接
connection.close()

五、函数版的数据库基本操作

python 复制代码

import sqlite3


# 创建数据库并进行连接 sqlite3.connect()
def create_connection(strs):
    """
    创建与SQLite数据库的连接
    参数:
        strs (str): 数据库文件的路径或名称
    返回:
        Connection: 成功时返回SQLite数据库连接对象
        None: 失败时返回None
    异常:
        sqlite3.Error: 当连接数据库时发生错误，会打印错误信息
    """
    try:
        # 尝试建立与SQLite数据库的连接
        conn = sqlite3.connect(f"{strs}")
        # 返回连接对象
        return conn
    except sqlite3.Error as e:
        # 捕获并打印SQLite错误
        print(f"错误:{e}")


# 创建表
def create_table(conn):
    """
    创建学生信息表
    参数:
        conn: sqlite3数据库连接对象
    功能:
        如果student表不存在，则创建该表，包含以下字段:
        - id: 整型主键，自动递增
        - name: 文本类型，不能为空
        - age: 整型，不能为空
        - address: 文本类型，不能为空
        - grade: 文本类型，不能为空
    异常处理:
        捕获sqlite3.Error并打印错误信息
    """
    try:
        crs = conn.cursor()  # 创建游标对象
        crs.execute('''  -- 执行SQL语句创建表
            create table if not exists student(
            id integer primary key  autoincrement,  -- 设置id为主键，自动递增
            name text not null ,  -- 姓名字段，文本类型，非空
            age integer not null ,  -- 年龄字段，整型，非空
            address text not null,  -- 地址字段，文本类型，非空
            grade text not null  -- 成绩字段，文本类型，非空
            )
        ''')
    except sqlite3.Error as e:  # 捕获数据库操作可能出现的错误
        print(f"错误:{e}")  # 打印错误信息


def insert_data(conn, data):
    """
    向数据库中插入学生数据
    参数:
        conn: 数据库连接对象
        data: 包含学生信息的元组，格式为(name, age, address, grade)
    返回:
        无返回值
    异常:
        捕获并打印sqlite3.Error异常
    """
    try:
        # 创建游标对象
        crs = conn.cursor()
        # 执行SQL插入语句，使用参数化查询防止SQL注入
        crs.execute("insert into student(name, age, address, grade) values(?, ?, ?, ?)", data)
    except sqlite3.Error as e:
        # 捕获并打印数据库错误
        print(f"错误:{e}")


def delete_data(conn, data):
    """
    删除数据库中指定学生记录的函数
    参数:
        conn: 数据库连接对象
        data: 要删除的学生姓名
    返回:
        无返回值
    异常:
        当数据库操作出现错误时，会捕获sqlite3.Error并打印错误信息
    """
    try:
        # 创建游标对象
        crs = conn.cursor()
        # 执行删除SQL语句，使用参数化查询防止SQL注入
        crs.execute("delete from student where name=?", data)

    except sqlite3.Error as e:
        # 捕获并打印数据库操作中的错误
        print(f"错误:{e}")


def update_data(conn, data):
    """
    更新学生数据的函数
    :param conn: 数据库连接对象
    :param data: 包含学生信息的元组，格式为(年龄, 地址, 姓名)
    :return: 无返回值
    """
    try:
        # 创建游标对象
        crs = conn.cursor()
        # 执行SQL更新语句，使用参数化查询防止SQL注入
        # 更新指定姓名的学生的年龄和地址
        crs.execute("update student set age=? , address=? where name=?", data)
    except sqlite3.Error as e:
        # 捕获并打印数据库操作中的错误
        print(f"错误:{e}")


def select_data(conn):
    """
    从数据库中查询学生数据并打印
    参数:
        conn: 数据库连接对象
    异常处理:
        捕获并打印sqlite3数据库操作可能出现的错误
    """
    try:
        # 创建游标对象
        crs = conn.cursor()
        # 执行SQL查询语句，获取所有学生数据
        crs.execute("select * from student")
        # 获取查询结果的所有行
        cs = crs.fetchall()
        # 遍历并打印每一条学生记录
        for c in cs:
            print(c)
    except sqlite3.Error as e:
        # 打印数据库操作错误信息
        print(f"错误:{e}")


if __name__ == "__main__":
    connect = create_connection("my_school.db")
    create_table(connect)
    # 插入数据
    insert_data(connect, ("张三", 18, "北京", "一年级"))
    insert_data(connect, ("李四", 19, "上海", "二年级"))
    # # 删除数据
    # delete_data(connect, "张三")
    # # 更新数据
    # update_data(connect, ("李四", 20, "北京"))
    # 查询数据
    select_data(connect)

    # 关闭数据库连接
    connect.commit()
    # 关闭数据库连接
    connect.close()

六、面向对象版的增删改查操作

python 复制代码

import sqlite3

class DBHelper:
    def __init__(self, my_file):
        """
        初始化数据库连接
        :param my_file: 数据库的名称
        self.connection:与数据库连接的对象
        """
        self.my_file = my_file
        self.connection = None

    # 创建数据库  并连接数据
    def create_database(self):
        """
        创建数据库连接的方法
        尝试创建与SQLite数据库的连接，如果发生错误则打印错误信息
        """
        try:
            # 尝试创建与SQLite数据库的连接，连接文件名为self.my_file
            self.connection = sqlite3.connect(self.my_file)
        except sqlite3.Error as e:
            # 捕获SQLite错误并打印错误信息
            print(f"创建数据库错误：{e}")

    def create_table(self):
        """
        创建学生信息表的方法
        该方法尝试在数据库中创建一个名为student的表，如果表已存在则不会重复创建。
        表包含以下字段：
        - id: 整型主键，自动递增
        - name: 文本类型，不允许为空
        - age: 整型，不允许为空
        - address: 文本类型，不允许为空
        - grade: 文本类型，不允许为空
        如果创建过程中发生错误，会捕获sqlite3.Error异常并打印错误信息。
        """
        try:
            # 创建数据库游标对象
            crs = self.connection.cursor()
            # 执行SQL创建表语句
            crs.execute("""
            create table if not exists student(
            id integer primary key  autoincrement,
            name text not null ,
            age integer not null ,
            address text not null,
            grade text not null
            )
            """)
            # 提交事务
            self.connection.commit()
        except sqlite3.Error as e:
            # 捕获并打印数据库错误
            print(f"创建表错误：{e}")

    def insert_table(self, name, age, address, grade):
        try:
            # 创建数据库游标对象，用于执行SQL语句
            crs = self.connection.cursor()
            # 先查询数据库中是否有相同的用户名
            # 使用参数化查询防止SQL注入，查询name字段是否与传入的name参数相同
            crs.execute("select * from student where name = ?", (name,))
            # 当返回的数据为空，则代表可以新增数据，不为空则用户名已存在
            # fetchall()获取查询结果的所有行
            sd_tuple = crs.fetchall()
            # 判断查询结果是否为空
            if len(sd_tuple) == 0:
                # 如果用户名不存在，则执行插入操作
                # 使用参数化查询插入新数据到student表
                crs.execute("insert into student(name, age, address, grade) values(?, ?, ?, ?)", (name, age, address,
                                                                                                  grade,))
            else:
                # 如果用户名已存在，打印提示信息
                print("用户名已存在")
            # 提交事务，将更改保存到数据库
            self.connection.commit()
        # 捕获sqlite3数据库操作可能出现的异常
        except sqlite3.Error as e:
            # 打印错误信息
            print(f"新增数据错误：{e}")

    # 删除数据
    def delete_table(self, name):
        """
        删除指定学生记录的方法
        参数:
            name (str): 要删除的学生姓名
        异常:
            sqlite3.Error: 当数据库操作出错时捕获并打印错误信息
        """
        try:
            # 创建数据库游标对象
            crs = self.connection.cursor()
            # 先查询数据库中是否有相同的用户名
            # 使用参数化查询防止SQL注入，删除name指定的学生记录
            crs.execute("delete from student where name = ?", (name,))
            # 提交事务，使删除操作生效
            self.connection.commit()
        except sqlite3.Error as e:
            # 捕获并打印数据库操作错误
            print(f"删除数据错误：{e}")

    # 修改数据
    def update_table(self, new_name, address, old_name):
        """
        更新学生表中指定学生的姓名和地址信息
        参数:
            new_name (str): 要更新的新姓名
            address (str): 要更新的新地址
            old_name (str): 要查找的原始姓名
        异常:
            sqlite3.Error: 当数据库操作出现错误时捕获并打印错误信息
        """
        try:
            # 创建数据库游标对象
            crs = self.connection.cursor()
            # 执行SQL更新语句，使用参数化查询防止SQL注入
            crs.execute("update student set name = ?,address = ? where  name = ?", (new_name, address, old_name,))
            # 提交事务，使更改永久生效
            self.connection.commit()
        except sqlite3.Error as e:
            # 捕获并打印数据库操作错误
            print(f"删除数据错误：{e}")

    # 查询数据
    def select_table(self):
        try:
            # 创建数据库游标对象
            crs = self.connection.cursor()
            # 执行查询所有学生数据的SQL语句
            list_data = crs.execute("select * from student")
            # 遍历查询结果并打印每个学生的信息
            # 假设学生表有三列，分别打印每列的值
            for i in list_data:
                print(i[0], i[1], i[2])
            # 提交事务
            self.connection.commit()
        except sqlite3.Error as e:
            # 捕获并处理SQLite数据库操作中的错误
            print(f"删除数据错误：{e}")

    def close_connection(self):

        """
        关闭数据库连接的方法

        如果当前存在活动的数据库连接，则关闭该连接，并打印关闭成功的提示信息
        """
        if self.connection:  # 检查是否存在活动的数据库连接
            self.connection.close()  # 执行关闭数据库连接的操作
            print("数据库连接已关闭")  # 输出连接已关闭的提示信息


# 创建数据库辅助类实例，指定数据库文件名为"my_database1.db"
db = DBHelper("my_database1.db")
# 调用实例方法创建数据库
db.create_database()
# 调用实例方法创建数据表
db.create_table()
# 新增数据
db.insert_table("张三", 18, "怀化", "一年级")
db.insert_table("李四", 20, "常德", "二年级")
db.insert_table("王五", 22, "长沙", "三年级")
# 删除数据
db.delete_table("张三")
# 修改数据
db.update_table("赵六", "株洲", "李四")
# 查询数据
db.select_table()
# 关闭连接
db.close_connection()

结语

SQLite以其轻量级和零配置的特性，为Python初学者打开了数据库编程的大门。从基础的数据类型到完整的增删改查操作，我们看到了如何将数据持久化存储的完整过程。无论是函数式的简洁实现还是面向对象的封装设计，SQLite都展现出其灵活性和实用性。掌握SQLite不仅意味着学会了数据库的基础操作，更是理解了数据管理的核心思想。它为我们在未来的软件开发中处理更复杂的数据场景，打下了坚实的技术基础。