Python 从入门到实战（十三）：Flask + 数据库（让 Web 应用支持数据持久化与多人协作）

文章目录

- [一、为什么需要数据库？CSV 的 5 个致命不足](#一、为什么需要数据库？CSV 的 5 个致命不足)
- [二、选择工具：Flask-SQLAlchemy + SQLite](#二、选择工具：Flask-SQLAlchemy + SQLite)
- - [1. 环境准备：安装依赖](#1. 环境准备：安装依赖)
  - [2. 核心概念：ORM 与数据模型](#2. 核心概念：ORM 与数据模型)
- [三、实战 1：配置数据库与定义数据模型](#三、实战 1：配置数据库与定义数据模型)
- - [1. 项目结构升级](#1. 项目结构升级)
  - [2. 配置数据库：修改`app.py`](#2. 配置数据库：修改app.py)
  - [3. 定义数据模型：创建`models.py`](#3. 定义数据模型：创建models.py)
  - - 模型关键说明：
  - [4. 初始化数据库与导入 CSV 数据](#4. 初始化数据库与导入 CSV 数据)
  - - [步骤 1：创建数据库表](#步骤 1：创建数据库表)
    - [步骤 2：导入 CSV 数据到数据库](#步骤 2：导入 CSV 数据到数据库)
- [四、实战 2：修改 Flask 路由（从数据库获取数据）](#四、实战 2：修改 Flask 路由（从数据库获取数据）)
- - [1. 学生列表路由：从数据库查询所有学生与课程](#1. 学生列表路由：从数据库查询所有学生与课程)
  - [2. 成绩查询路由：从数据库筛选学生](#2. 成绩查询路由：从数据库筛选学生)
  - [3. 可视化报告路由：从数据库统计数据](#3. 可视化报告路由：从数据库统计数据)
- [五、实战 3：新增数据管理功能（增删改查）](#五、实战 3：新增数据管理功能（增删改查）)
- - [1. 新增学生功能（含课程）](#1. 新增学生功能（含课程）)
  - - [步骤 1：创建新增学生模板`templates/student_add.html`](#步骤 1：创建新增学生模板templates/student_add.html)
    - [步骤 2：添加新增学生路由](#步骤 2：添加新增学生路由)
  - [2. 编辑成绩功能](#2. 编辑成绩功能)
  - - [步骤 1：创建编辑模板`templates/student_edit.html`](#步骤 1：创建编辑模板templates/student_edit.html)
    - [步骤 2：添加编辑路由](#步骤 2：添加编辑路由)
  - [3. 删除学生功能](#3. 删除学生功能)
- [六、新手必踩的 5 个坑：数据库操作避坑指南](#六、新手必踩的 5 个坑：数据库操作避坑指南)
- - [坑 1：忘记激活 Flask 应用上下文（无法操作数据库）](#坑 1：忘记激活 Flask 应用上下文（无法操作数据库）)
  - [坑 2：修改数据后忘记提交事务（数据不保存）](#坑 2：修改数据后忘记提交事务（数据不保存）)
  - [坑 3：外键关联错误（课程无法关联学生）](#坑 3：外键关联错误（课程无法关联学生）)
  - [坑 4：重复添加数据（违反 unique 约束）](#坑 4：重复添加数据（违反 unique 约束）)
  - [坑 5：数据库模型变更后，表结构不更新](#坑 5：数据库模型变更后，表结构不更新)
- 七、小结与下一篇预告
- - 这篇你学到了什么？
  - 下一篇预告

欢迎回到「Python 从入门到实战」系列专栏。上一篇咱们用 Flask 开发了在线学生成绩管理系统，实现了成绩展示、查询和可视化，但有个致命问题：数据存储在 students_data.csv文件中。这意味着多人同时修改会导致数据冲突，新增学生、修改成绩后需要手动更新 CSV 文件，而且无法高效查询（比如查 "15 岁学生的英语平均分" 需要全量读取文件）。

今天咱们要引入数据库 来彻底解决这些问题。选择轻量级的SQLite（无需安装，文件型数据库）和 Flask 生态的Flask-SQLAlchemy（ORM 工具，不用写复杂 SQL），把 CSV 数据迁移到数据库中，实现数据的高效查询、事务安全和多人协作。咱们会从 "数据库基础" 入手，逐步完成 "模型定义→数据迁移→功能升级"，让 Web 应用真正具备生产级别的数据管理能力。

一、为什么需要数据库？CSV 的 5 个致命不足

在学数据库操作前，先明确 "为什么要放弃 CSV 改用数据库"------ 对比两者的差异，才能理解数据库的价值：

对比维度	CSV 文件	数据库（SQLite）
多人协作	同时修改会覆盖数据，冲突严重	支持事务，多人操作安全无冲突
查询效率	全量读取文件，数据量大时卡顿	支持索引，毫秒级查询特定数据
数据完整性	无法限制数据格式（比如成绩输文字）	字段类型约束（成绩必须是整数）
数据管理	新增 / 修改 / 删除需手动改文件	支持增删改查（CRUD），操作便捷
功能扩展性	无法关联多表数据（比如学生 - 课程）	支持表关联，复杂数据关系轻松管理

简单说：CSV 适合小体量、单人使用的静态数据；数据库适合动态、多人协作、需要频繁修改的数据 ------ 这正是 Web 应用的核心需求。

二、选择工具：Flask-SQLAlchemy + SQLite

为了降低新手门槛，咱们选择以下工具组合：

SQLite ：轻量级文件型数据库，无需安装服务器，数据库就是一个.db文件，适合开发和小型应用；
Flask-SQLAlchemy ：Flask 的 ORM（对象关系映射）扩展，能把 Python 类（比如Student类）映射为数据库表，不用写原生 SQL 语句，用 Python 代码就能操作数据库。

1. 环境准备：安装依赖

打开终端，安装 Flask-SQLAlchemy（以及上一篇的依赖，确保不遗漏）：

bash

bash 复制代码

# 安装Flask-SQLAlchemy（ORM工具）
pip install flask-sqlalchemy
# 安装其他依赖（确保之前的功能正常）
pip install flask pandas matplotlib seaborn

2. 核心概念：ORM 与数据模型

ORM（Object-Relational Mapping）的核心是 "将 Python 对象与数据库表关联"：

一个 Python 类 → 一个数据库表（比如Student类 → student表）；
类的一个属性 → 表的一个字段（比如Student.name → student表的name列）；
类的一个实例 → 表的一行数据（比如xiaoming = Student(name="小明") → student表的一行记录）。

这种方式让新手不用学习 SQL，用熟悉的 Python 语法就能操作数据库。

三、实战 1：配置数据库与定义数据模型

咱们先修改上一篇的 Flask 项目结构，新增数据库配置和数据模型，把之前的 "学生 - 课程" 数据映射为数据库表。

1. 项目结构升级

在原有结构基础上，新增models.py文件存放数据模型，新增instance文件夹存储 SQLite 数据库文件：

plaintext

plaintext 复制代码

student_web/
├── app.py                  # 主程序（路由、视图函数）
├── models.py               # 数据模型（Student、Course类）
├── students_data.csv       # 旧数据（用于导入数据库）
├── instance/               # 数据库文件存放目录（Flask默认）
│   └── student.db          # SQLite数据库文件（自动生成）
├── templates/              # 模板文件（不变，新增表单模板）
│   ├── ...（原有模板）
│   ├── student_add.html    # 新增学生表单
│   └── student_edit.html   # 编辑学生表单
└── static/                 # 静态文件（不变）
    └── images/

2. 配置数据库：修改`app.py`

在app.py中添加数据库配置，初始化 Flask-SQLAlchemy：

python

python 复制代码

# app.py（新增数据库配置，放在文件开头）
from flask import Flask, render_template, request, redirect, url_for, flash
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import os

# 1. 初始化Flask应用
app = Flask(__name__)

# 2. 配置SQLite数据库
# SQLALCHEMY_DATABASE_URI：数据库连接地址，SQLite的地址格式为"sqlite:///文件路径"
# instance/student.db：数据库文件存放在instance文件夹下
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'sqlite:///instance/student.db'
# 关闭SQLAlchemy的修改跟踪（减少资源占用，新手建议关闭）
app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = False
# 配置秘钥（用于flash消息，提示用户操作结果）
app.config['SECRET_KEY'] = 'your-secret-key-here'  # 随便填一段字符串，比如"student-system-2024"

# 3. 初始化SQLAlchemy对象（关联Flask应用）
db = SQLAlchemy(app)

# 4. 导入数据模型（必须在db初始化后导入）
from models import Student, Course

# 5. 中文字体配置（可视化用，不变）
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei', 'PingFang SC']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
sns.set_style("whitegrid")
if not os.path.exists('static/images'):
    os.makedirs('static/images')

3. 定义数据模型：创建`models.py`

根据之前的 CSV 数据，定义两个模型：Student（学生基本信息）和Course（学生的课程成绩），两者是 "一对多" 关系（一个学生可以有多个课程）：

python

python 复制代码

# models.py
from app import db  # 从app导入初始化好的db对象
from datetime import datetime

# 1. 学生模型（对应student表）
class Student(db.Model):
    # 定义表名（不指定则默认是类名小写，即"student"）
    __tablename__ = 'students'
    
    # 主键（唯一标识一条记录，自增整数）
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
    # 学生姓名（字符串，非空，唯一，避免重复）
    name = db.Column(db.String(50), nullable=False, unique=True)
    # 学生年龄（整数，非空，范围10-30）
    age = db.Column(db.Integer, nullable=False)
    # 创建时间（自动记录创建时间，不用手动赋值）
    created_at = db.Column(db.DateTime, default=datetime.utcnow)
    
    # 定义与Course的关联：一个Student对应多个Course（一对多）
    # backref：在Course中可以通过student属性反向关联到Student
    courses = db.relationship('Course', backref='student', lazy=True, cascade='all, delete-orphan')
    
    # 定义__repr__方法，打印实例时更易读
    def __repr__(self):
        return f'<Student {self.name}>'

# 2. 课程成绩模型（对应course表）
class Course(db.Model):
    __tablename__ = 'courses'
    
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
    # 课程名称（字符串，非空）
    name = db.Column(db.String(50), nullable=False)
    # 课程成绩（整数，非空，范围0-100）
    score = db.Column(db.Integer, nullable=False)
    # 外键：关联到students表的id字段（一个学生对应多个课程）
    student_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('students.id'), nullable=False)
    
    def __repr__(self):
        return f'<Course {self.name} - {self.score}>'

模型关键说明：

字段类型 ：db.String(50)（字符串，最大长度 50）、db.Integer（整数）、db.DateTime（时间）；
约束：nullable=False（字段不能为空）、unique=True（字段值唯一，避免重复学生）；
关联关系 ：Student.courses通过relationship关联Course，Course.student_id通过ForeignKey关联Student.id，实现 "学生 - 课程" 的一对多关系；
级联删除 ：cascade='all, delete-orphan'表示删除学生时，自动删除该学生的所有课程，避免数据残留。

4. 初始化数据库与导入 CSV 数据

定义好模型后，需要创建数据库表，并把之前 CSV 的数据导入到数据库中，实现 "CSV→数据库" 的迁移。

步骤 1：创建数据库表

在项目根目录下，打开 Python 终端，执行以下命令（手动初始化数据库）：

python

python 复制代码

# 进入Python终端
python

# 在Python终端中执行：
from app import app, db, Student, Course
from models import Student, Course

# 激活Flask应用上下文（必须，否则无法操作数据库）
with app.app_context():
    # 创建所有模型对应的表（如果表不存在）
    db.create_all()
    print("数据库表创建成功！")

执行后，会在instance文件夹下生成student.db文件，这就是 SQLite 数据库。

步骤 2：导入 CSV 数据到数据库

在app.py中添加一个临时路由，用于导入 CSV 数据（执行一次后可删除）：

python

python 复制代码

# app.py（临时路由，导入CSV数据，执行一次后注释）
@app.route('/import/csv')
def import_csv():
    with app.app_context():
        # 1. 读取CSV数据
        df = pd.read_csv('students_data.csv', encoding='utf-8', dtype={'course_score': int})
        
        # 2. 遍历CSV行，导入数据库
        for _, row in df.iterrows():
            # 检查学生是否已存在（避免重复导入）
            student = Student.query.filter_by(name=row['name']).first()
            if not student:
                # 新增学生
                student = Student(name=row['name'], age=row['age'])
                db.session.add(student)
                db.session.commit()  # 提交事务，获取学生id
            
            # 新增课程（关联到学生）
            course = Course(
                name=row['course_name'],
                score=row['course_score'],
                student_id=student.id  # 关联学生的id
            )
            db.session.add(course)
        
        # 提交所有数据
        db.session.commit()
        flash('CSV数据导入数据库成功！', 'success')
        return redirect(url_for('index'))  # 跳转到首页

执行方式：运行app.py，访问http://localhost:5000/import/csv，看到 "数据导入成功" 的提示后，即可注释或删除该路由（避免重复导入）。

四、实战 2：修改 Flask 路由（从数据库获取数据）

之前的路由都是从 CSV 读取数据，现在要全部改成从数据库查询。咱们以 "学生列表""成绩查询""可视化报告" 三个核心功能为例，展示如何用 SQLAlchemy 操作数据库。

1. 学生列表路由：从数据库查询所有学生与课程

python

python 复制代码

# app.py（修改学生列表路由，替换CSV逻辑）
@app.route('/student/list')
def student_list():
    with app.app_context():
        # 1. 查询所有学生（关联查询课程，用join避免N+1查询问题）
        students = Student.query.all()
        
        # 2. 整理数据（学生+课程）
        student_data = []
        for student in students:
            # 遍历学生的所有课程（通过student.courses关联）
            for course in student.courses:
                # 计算成绩等级
                if course.score >= 90:
                    grade = 'A级(90+)'
                elif course.score >= 80:
                    grade = 'B级(80-89)'
                else:
                    grade = 'C级(<80)'
                student_data.append({
                    'name': student.name,
                    'age': student.age,
                    'course_name': course.name,
                    'course_score': course.score,
                    'grade': grade
                })
        
        # 3. 统计信息
        total_students = Student.query.count()  # 总学生数（SQLAlchemy的count()方法）
        total_courses = Course.query.count()   # 总课程数
    
    return render_template(
        'student_list.html',
        students=student_data,
        total_students=total_students,
        total_courses=total_courses
    )

2. 成绩查询路由：从数据库筛选学生

python

python 复制代码

# app.py（修改成绩查询路由，替换CSV逻辑）
@app.route('/student/search', methods=['GET', 'POST'])
def student_search():
    if request.method == 'GET':
        return render_template('student_search.html')
    
    elif request.method == 'POST':
        student_name = request.form.get('student_name', '').strip()
        if not student_name:
            flash('请输入学生姓名！', 'danger')
            return render_template('student_search.html')
        
        with app.app_context():
            # 1. 查询学生（关联查询课程）
            student = Student.query.filter_by(name=student_name).first()
            if not student:
                flash(f'未找到名为"{student_name}"的学生', 'danger')
                return render_template('student_search.html', input_name=student_name)
            
            # 2. 计算总分和平均分
            courses = student.courses
            total_score = sum(course.score for course in courses)
            avg_score = total_score / len(courses) if courses else 0
            
            # 3. 整理课程数据
            student_courses = []
            for course in courses:
                if course.score >= 90:
                    grade = 'A级(90+)'
                elif course.score >= 80:
                    grade = 'B级(80-89)'
                else:
                    grade = 'C级(<80)'
                student_courses.append({
                    'course_name': course.name,
                    'course_score': course.score,
                    'grade': grade
                })
    
    return render_template(
        'student_search.html',
        input_name=student_name,
        student=student_courses,
        total_score=total_score,
        avg_score=round(avg_score, 1)
    )

3. 可视化报告路由：从数据库统计数据

python

python 复制代码

# app.py（修改可视化报告路由，替换CSV逻辑）
@app.route('/report')
def report():
    with app.app_context():
        # 1. 查询所有课程成绩，统计各科平均分
        # SQLAlchemy分组统计：按课程名分组，计算成绩平均值
        course_avg_query = db.session.query(
            Course.name, db.func.avg(Course.score).label('avg_score')
        ).group_by(Course.name).all()
        # 转换为字典，方便绘图
        course_avg = {row.name: round(row.avg_score, 1) for row in course_avg_query}
        
        # 2. 统计成绩等级分布
        # 查询所有成绩，分类计数
        all_scores = [course.score for course in Course.query.all()]
        grade_count = {
            'A级(90+)': sum(1 for s in all_scores if s >= 90),
            'B级(80-89)': sum(1 for s in all_scores if 80 <= s < 90),
            'C级(<80)': sum(1 for s in all_scores if s < 80)
        }
    
    # 3. 生成柱状图（各科平均分）
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 4), dpi=100)
    bars = ax.bar(course_avg.keys(), course_avg.values(), color='skyblue', edgecolor='black')
    ax.set_title('各科平均分对比', fontsize=12)
    ax.set_xlabel('课程名称')
    ax.set_ylabel('平均分（分）')
    ax.set_ylim(80, 90)
    for bar in bars:
        height = bar.get_height()
        ax.text(bar.get_x()+bar.get_width()/2, height+0.5, str(height), ha='center', va='bottom')
    plt.savefig('static/images/course_avg.png', bbox_inches='tight')
    plt.close()
    
    # 4. 生成饼图（成绩等级分布）
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 6), dpi=100)
    colors = ['#FF6B6B', '#4ECDC4', '#45B7D1']
    wedges, texts, autotexts = ax.pie(
        grade_count.values(), labels=grade_count.keys(), autopct='%1.1f%%',
        startangle=90, colors=colors, explode=(0.05, 0, 0)
    )
    ax.set_title('成绩等级分布', fontsize=12)
    for autotext in autotexts:
        autotext.set_color('white')
    plt.savefig('static/images/grade_pie.png', bbox_inches='tight')
    plt.close()
    
    return render_template('report.html')

五、实战 3：新增数据管理功能（增删改查）

数据库的核心优势是支持动态修改数据，咱们新增三个实用功能：新增学生 、编辑成绩 、删除学生，这些是 CSV 无法实现的。

1. 新增学生功能（含课程）

步骤 1：创建新增学生模板`templates/student_add.html`

html

html 复制代码

<!-- templates/student_add.html -->
{% extends "base.html" %}

{% block title %}新增学生 - 学生成绩管理系统{% endblock %}

{% block content %}
<div class="row justify-content-center">
    <div class="col-md-8">
        <h2>新增学生与课程成绩</h2>
        <form method="POST" class="mt-4">
            <!-- 学生基本信息 -->
            <div class="card mb-3">
                <div class="card-header">学生基本信息</div>
                <div class="card-body">
                    <div class="row g-3">
                        <div class="col-md-6">
                            <label class="form-label">学生姓名</label>
                            <input type="text" name="name" class="form-control" required>
                            <div class="form-text">姓名唯一，不可重复</div>
                        </div>
                        <div class="col-md-6">
                            <label class="form-label">学生年龄</label>
                            <input type="number" name="age" class="form-control" min="10" max="30" required>
                        </div>
                    </div>
                </div>
            </div>
            
            <!-- 课程成绩（支持新增2门课程，可扩展） -->
            <div class="card mb-3">
                <div class="card-header">课程成绩（至少填写1门）</div>
                <div class="card-body">
                    <!-- 课程1 -->
                    <div class="row g-3 mb-3">
                        <div class="col-md-6">
                            <label class="form-label">课程名称1</label>
                            <input type="text" name="course1_name" class="form-control" required>
                        </div>
                        <div class="col-md-6">
                            <label class="form-label">成绩1</label>
                            <input type="number" name="course1_score" class="form-control" min="0" max="100" required>
                        </div>
                    </div>
                    <!-- 课程2 -->
                    <div class="row g-3">
                        <div class="col-md-6">
                            <label class="form-label">课程名称2（可选）</label>
                            <input type="text" name="course2_name" class="form-control">
                        </div>
                        <div class="col-md-6">
                            <label class="form-label">成绩2（可选）</label>
                            <input type="number" name="course2_score" class="form-control" min="0" max="100">
                        </div>
                    </div>
                </div>
            </div>
            
            <button type="submit" class="btn btn-primary">提交新增</button>
            <a href="{{ url_for('student_list') }}" class="btn btn-secondary ms-2">取消</a>
        </form>
    </div>
</div>
{% endblock %}

步骤 2：添加新增学生路由

python

python 复制代码

# app.py（新增学生路由）
@app.route('/student/add', methods=['GET', 'POST'])
def student_add():
    if request.method == 'GET':
        return render_template('student_add.html')
    
    elif request.method == 'POST':
        # 1. 获取表单数据
        name = request.form.get('name', '').strip()
        age = request.form.get('age', '')
        course1_name = request.form.get('course1_name', '').strip()
        course1_score = request.form.get('course1_score', '')
        course2_name = request.form.get('course2_name', '').strip()
        course2_score = request.form.get('course2_score', '')
        
        # 2. 验证数据
        errors = []
        if not name:
            errors.append('学生姓名不能为空')
        if not age.isdigit() or not (10 <= int(age) <= 30):
            errors.append('年龄必须是10-30之间的整数')
        if not course1_name or not course1_score.isdigit() or not (0 <= int(course1_score) <= 100):
            errors.append('第一门课程名称和成绩不能为空，成绩必须是0-100之间的整数')
        
        if errors:
            for err in errors:
                flash(err, 'danger')
            return render_template('student_add.html')
        
        # 转换数据类型
        age = int(age)
        course1_score = int(course1_score)
        
        with app.app_context():
            # 3. 检查学生是否已存在
            if Student.query.filter_by(name=name).first():
                flash(f'学生"{name}"已存在，不可重复添加', 'danger')
                return render_template('student_add.html')
            
            # 4. 新增学生
            new_student = Student(name=name, age=age)
            db.session.add(new_student)
            db.session.commit()  # 提交获取学生id
            
            # 5. 新增第一门课程
            new_course1 = Course(
                name=course1_name,
                score=course1_score,
                student_id=new_student.id
            )
            db.session.add(new_course1)
            
            # 6. 新增第二门课程（如果有数据）
            if course2_name and course2_score.isdigit():
                course2_score = int(course2_score)
                if 0 <= course2_score <= 100:
                    new_course2 = Course(
                        name=course2_name,
                        score=course2_score,
                        student_id=new_student.id
                    )
                    db.session.add(new_course2)
            
            # 7. 提交所有数据
            db.session.commit()
            flash(f'学生"{name}"及课程新增成功！', 'success')
            return redirect(url_for('student_list'))  # 跳转到学生列表

2. 编辑成绩功能

步骤 1：创建编辑模板`templates/student_edit.html`

html

html 复制代码

<!-- templates/student_edit.html -->
{% extends "base.html" %}

{% block title %}编辑成绩 - 学生成绩管理系统{% endblock %}

{% block content %}
<div class="row justify-content-center">
    <div class="col-md-8">
        <h2>编辑 {{ student.name }} 的成绩</h2>
        <form method="POST" class="mt-4">
            <!-- 学生姓名不可修改（只读） -->
            <div class="mb-3">
                <label class="form-label">学生姓名</label>
                <input type="text" class="form-control" value="{{ student.name }}" readonly>
                <input type="hidden" name="student_id" value="{{ student.id }}">  <!-- 隐藏字段，传递学生id -->
            </div>
            
            <!-- 课程成绩编辑 -->
            <div class="card mb-3">
                <div class="card-header">课程成绩</div>
                <div class="card-body">
                    {% for course in student.courses %}
                    <div class="row g-3 mb-3">
                        <div class="col-md-6">
                            <label class="form-label">课程名称</label>
                            <input type="text" name="course_name_{{ course.id }}" class="form-control" value="{{ course.name }}" required>
                        </div>
                        <div class="col-md-6">
                            <label class="form-label">成绩</label>
                            <input type="number" name="course_score_{{ course.id }}" class="form-control" min="0" max="100" value="{{ course.score }}" required>
                        </div>
                    </div>
                    {% endfor %}
                </div>
            </div>
            
            <button type="submit" class="btn btn-primary">保存修改</button>
            <a href="{{ url_for('student_search', student_name=student.name) }}" class="btn btn-secondary ms-2">取消</a>
        </form>
    </div>
</div>
{% endblock %}

步骤 2：添加编辑路由

python

python 复制代码

# app.py（编辑成绩路由）
@app.route('/student/edit/<int:student_id>', methods=['GET', 'POST'])
def student_edit(student_id):
    with app.app_context():
        # 查询学生（关联课程）
        student = Student.query.get(student_id)
        if not student:
            flash('未找到该学生', 'danger')
            return redirect(url_for('student_list'))
        
        if request.method == 'GET':
            # GET请求：显示编辑表单，传递学生数据
            return render_template('student_edit.html', student=student)
        
        elif request.method == 'POST':
            # 1. 获取学生id（隐藏字段）
            student_id = request.form.get('student_id')
            if not student_id or not student_id.isdigit():
                flash('学生信息错误', 'danger')
                return render_template('student_edit.html', student=student)
            
            # 2. 遍历学生的所有课程，更新成绩
            for course in student.courses:
                # 获取该课程的新名称和成绩（表单字段名：course_name_课程id）
                new_name = request.form.get(f'course_name_{course.id}', '').strip()
                new_score = request.form.get(f'course_score_{course.id}', '')
                
                # 验证数据
                if not new_name:
                    flash(f'课程名称不能为空', 'danger')
                    return render_template('student_edit.html', student=student)
                if not new_score.isdigit() or not (0 <= int(new_score) <= 100):
                    flash(f'课程"{new_name}"的成绩必须是0-100之间的整数', 'danger')
                    return render_template('student_edit.html', student=student)
                
                # 更新课程数据
                course.name = new_name
                course.score = int(new_score)
            
            # 3. 提交修改
            db.session.commit()
            flash(f'学生"{student.name}"的成绩修改成功！', 'success')
            return redirect(url_for('student_search', student_name=student.name))

3. 删除学生功能

在学生列表或查询结果中添加删除按钮，点击后删除学生及其所有课程：

python

python 复制代码

# app.py（删除学生路由）
@app.route('/student/delete/<int:student_id>', methods=['POST'])
def student_delete(student_id):
    with app.app_context():
        # 查询学生
        student = Student.query.get(student_id)
        if not student:
            flash('未找到该学生', 'danger')
            return redirect(url_for('student_list'))
        
        # 删除学生（级联删除课程，因为模型中设置了cascade='all, delete-orphan'）
        db.session.delete(student)
        db.session.commit()
        flash(f'学生"{student.name}"及所有课程已删除', 'success')
        return redirect(url_for('student_list'))

在学生列表模板中添加删除按钮（student_list.html）：

html

html 复制代码

<!-- 在student_list.html的表格中新增一列 -->
<thead class="table-dark">
    <tr>
        <th>学生姓名</th>
        <th>年龄</th>
        <th>课程名称</th>
        <th>成绩（分）</th>
        <th>成绩等级</th>
        <th>操作</th>  <!-- 新增操作列 -->
    </tr>
</thead>
<tbody>
    {% for student in students %}
    <tr>
        <td>{{ student.name }}</td>
        <td>{{ student.age }}</td>
        <td>{{ student.course_name }}</td>
        <td>{{ student.course_score }}</td>
        <td>...</td>  <!-- 成绩等级 -->
        <td>
            <!-- 编辑按钮：跳转到编辑页面 -->
            <a href="{{ url_for('student_edit', student_id=student.id) }}" class="btn btn-sm btn-warning">编辑</a>
            <!-- 删除按钮：POST请求，避免误点击 -->
            <form method="POST" action="{{ url_for('student_delete', student_id=student.id) }}" class="d-inline">
                <button type="submit" class="btn btn-sm btn-danger" onclick="return confirm('确定要删除吗？')">删除</button>
            </form>
        </td>
    </tr>
    {% endfor %}
</tbody>

六、新手必踩的 5 个坑：数据库操作避坑指南

数据库操作对新手来说容易踩坑，尤其是 ORM 和事务相关的问题，总结如下：

坑 1：忘记激活 Flask 应用上下文（无法操作数据库）

python

python 复制代码

# 错误示例：直接操作数据库，未激活上下文
from app import db, Student
student = Student.query.first()  # 报错：RuntimeError: Working outside of application context.

解决：必须在with app.app_context():块中操作数据库：

python

python 复制代码

with app.app_context():
    student = Student.query.first()  # 正确

坑 2：修改数据后忘记提交事务（数据不保存）

python

python 复制代码

# 错误示例：更新成绩后未commit()
with app.app_context():
    course = Course.query.get(1)
    course.score = 90  # 修改数据
    # 忘记db.session.commit()，数据不会保存到数据库

解决：所有增删改操作后，必须调用db.session.commit()：

python

python 复制代码

with app.app_context():
    course = Course.query.get(1)
    course.score = 90
    db.session.commit()  # 提交事务，数据才会保存

坑 3：外键关联错误（课程无法关联学生）

python

python 复制代码

# 错误示例：新增课程时student_id不存在
with app.app_context():
    new_course = Course(name="数学", score=85, student_id=999)  # student_id=999不存在
    db.session.add(new_course)
    db.session.commit()  # 报错：IntegrityError: FOREIGN KEY constraint failed

解决：确保student_id对应的学生存在，或通过关联属性赋值：

python

python 复制代码

with app.app_context():
    student = Student.query.get(1)  # 先查询存在的学生
    new_course = Course(name="数学", score=85, student=student)  # 直接关联学生实例
    db.session.add(new_course)
    db.session.commit()  # 正确

坑 4：重复添加数据（违反 unique 约束）

python

python 复制代码

# 错误示例：新增重复姓名的学生（name设置了unique=True）
with app.app_context():
    new_student = Student(name="小明", age=15)  # 小明已存在
    db.session.add(new_student)
    db.session.commit()  # 报错：IntegrityError: UNIQUE constraint failed

解决：新增前先查询，避免重复：

python

python 复制代码

with app.app_context():
    if not Student.query.filter_by(name="小明").first():
        new_student = Student(name="小明", age=15)
        db.session.add(new_student)
        db.session.commit()
    else:
        print("学生已存在")

坑 5：数据库模型变更后，表结构不更新

python

python 复制代码

# 错误示例：修改Student模型（新增gender字段），表结构不变
class Student(db.Model):
    # 新增gender字段
    gender = db.Column(db.String(10), default="男")

解决：使用Flask-Migrate处理模型变更（简单步骤）：

bash

bash 复制代码

# 安装Flask-Migrate
pip install flask-migrate

在app.py中配置：

python

python 复制代码

from flask_migrate import Migrate
migrate = Migrate(app, db)

然后执行迁移命令：

bash

bash 复制代码

# 初始化迁移环境（第一次执行）
flask db init
# 生成迁移脚本
flask db migrate -m "add gender to student"
# 应用迁移（更新表结构）
flask db upgrade

七、小结与下一篇预告

这篇你学到了什么？

数据库的价值：理解 CSV 的不足，数据库在多人协作、数据安全、高效查询上的优势；
工具选择：用 SQLite（轻量级）和 Flask-SQLAlchemy（ORM），新手无需写原生 SQL；
核心操作：配置数据库、定义数据模型（Student、Course）、初始化表、导入 CSV 数据；
功能升级：将 Flask 路由从 CSV 迁移到数据库，新增 "新增学生""编辑成绩""删除学生" 功能；
避坑指南：解决应用上下文、事务提交、外键关联等常见问题。

下一篇预告

今天的系统已经具备完整的数据管理能力，但界面还比较简单，且没有用户权限控制（任何人都能删除学生）。下一篇咱们会学习Flask 用户认证（用 Flask-Login），实现 "管理员登录" 功能，区分管理员和普通用户权限（比如普通用户只能查询，管理员能增删改），同时美化界面，让系统更安全、更专业。

如果这篇内容帮你成功将 CSV 迁移到数据库，欢迎在评论区分享你的操作心得或遇到的问题，咱们一起交流进步～

Python 从入门到实战（十三）：Flask + 数据库（让 Web 应用支持数据持久化与多人协作）

文章目录

一、为什么需要数据库？CSV 的 5 个致命不足

二、选择工具：Flask-SQLAlchemy + SQLite

1. 环境准备：安装依赖

2. 核心概念：ORM 与数据模型

三、实战 1：配置数据库与定义数据模型

1. 项目结构升级

2. 配置数据库：修改app.py

3. 定义数据模型：创建models.py

模型关键说明：

4. 初始化数据库与导入 CSV 数据

步骤 1：创建数据库表

步骤 2：导入 CSV 数据到数据库

四、实战 2：修改 Flask 路由（从数据库获取数据）

1. 学生列表路由：从数据库查询所有学生与课程

2. 成绩查询路由：从数据库筛选学生

3. 可视化报告路由：从数据库统计数据

五、实战 3：新增数据管理功能（增删改查）

1. 新增学生功能（含课程）

步骤 1：创建新增学生模板templates/student_add.html

步骤 2：添加新增学生路由

2. 编辑成绩功能

步骤 1：创建编辑模板templates/student_edit.html

步骤 2：添加编辑路由

3. 删除学生功能

六、新手必踩的 5 个坑：数据库操作避坑指南

坑 1：忘记激活 Flask 应用上下文（无法操作数据库）

坑 2：修改数据后忘记提交事务（数据不保存）

坑 3：外键关联错误（课程无法关联学生）

坑 4：重复添加数据（违反 unique 约束）

坑 5：数据库模型变更后，表结构不更新

七、小结与下一篇预告

这篇你学到了什么？

下一篇预告

2. 配置数据库：修改`app.py`

3. 定义数据模型：创建`models.py`

步骤 1：创建新增学生模板`templates/student_add.html`

步骤 1：创建编辑模板`templates/student_edit.html`