第 03 章 Python 操作 MySQL 数据库实战全解

一、章节学习目标

本章聚焦 Python 与 MySQL 数据库的交互核心技术，通过系统化讲解，帮助开发者掌握从环境搭建到复杂数据操作的全流程。学习完成后，你将达成以下目标：

1. 熟练安装并配置 Python 操作 MySQL 的核心驱动库，理解不同驱动的适用场景。
2. 掌握 Python 与 MySQL 数据库的连接、断开及异常处理机制，保障数据库操作的稳定性。
3. 精通数据表的创建、删除等基础管理操作，能够通过 Python 代码完成数据库结构的动态维护。
4. 熟练运用INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT四大核心 SQL 语句，实现数据的增删改查。
5. 掌握事务管理、连接池配置等高级特性，提升数据库操作的安全性与性能。
6. 能够处理数据库操作中的常见异常，编写健壮、可维护的 Python 数据库操作代码。

二、前置准备：安装 Python MySQL 连接库

Python 与 MySQL 数据库的交互依赖于第三方驱动库，目前主流的有mysql-connector-python（MySQL 官方驱动）和PyMySQL（纯 Python 轻量级驱动），二者核心特性与安装方式如下表所示：

表格

驱动库名称	核心特性	安装命令	适用场景
mysql-connector-python	1. MySQL 官方开发维护，文档完善、持续更新2. 纯 Python 实现，无需依赖外部 C 库3. 支持 SSL 加密、预处理语句、事务控制4. 符合 DB-API 2.0 规范，兼容性强	pip install mysql-connector-python	企业级应用、需要与 MySQL 官方特性深度集成、对兼容性要求高的项目
PyMySQL	1. 纯 Python 编写，轻量级、安装便捷2. 社区活跃，性能表现优异3. 语法简洁，上手成本低	pip install pymysql	中小型项目、脚本自动化、快速开发原型、追求轻量级依赖的场景

2.1 安装验证

安装完成后，可通过以下 Python 代码验证驱动是否安装成功：

python

运行

# 验证mysql-connector-python
try:
    import mysql.connector
    print(f"mysql-connector-python版本：{mysql.connector.__version__}")
    print("✅ 安装成功！")
except ImportError:
    print("❌ 未安装mysql-connector-python，请执行pip安装命令")

# 验证PyMySQL
try:
    import pymysql
    print(f"PyMySQL版本：{pymysql.__version__}")
    print("✅ 安装成功！")
except ImportError:
    print("❌ 未安装PyMySQL，请执行pip安装命令")

三、Python 连接 MySQL 数据库

连接 MySQL 是数据库操作的基础，核心包括连接配置、建立连接、游标创建、异常处理和连接关闭五个步骤，以下以mysql-connector-python为例详细讲解。

3.1 连接参数详解

建立连接时需配置核心参数，各参数含义及取值建议如下表：

表格

参数名	含义	取值建议	必选
host	数据库服务器地址	本地填localhost或127.0.0.1；远程填服务器 IP / 域名	是
port	数据库端口号	MySQL 默认端口为3306，若修改过需对应填写	是
database	目标数据库名	需提前在 MySQL 中创建的数据库名称	是
user	数据库用户名	生产环境建议使用专用账号，避免使用 root	是
password	数据库密码	对应用户名的登录密码，生产环境禁止硬编码	是
charset	字符集	推荐utf8mb4（支持 emoji，兼容所有 Unicode 字符）	否
autocommit	自动提交模式	False（手动控制事务，推荐）；True（自动提交，适合简单查询）	否
ssl_ca/ssl_cert/ssl_key	SSL 加密配置	远程连接需加密时，填写 SSL 证书路径	否

3.2 基础连接代码（mysql-connector-python）

python

运行

import mysql.connector
from mysql.connector import Error

# 数据库连接配置
db_config = {
    "host": "localhost",
    "port": 3306,
    "database": "test_db",  # 需提前在MySQL中创建
    "user": "root",
    "password": "your_password",
    "charset": "utf8mb4",
    "autocommit": False
}

# 全局变量存储连接和游标
conn = None
cursor = None

try:
    # 1. 建立数据库连接
    conn = mysql.connector.connect(**db_config)
    
    if conn.is_connected():
        # 2. 获取MySQL服务器版本信息
        db_version = conn.get_server_info()
        print(f"✅ 成功连接MySQL服务器，版本：{db_version}")
        
        # 3. 创建游标对象（用于执行SQL语句）
        cursor = conn.cursor()
        
        # 4. 执行基础查询，查看当前数据库
        cursor.execute("SELECT DATABASE();")
        current_db = cursor.fetchone()[0]
        print(f"📌 当前操作数据库：{current_db}")

except Error as e:
    # 异常处理：打印错误信息
    print(f"❌ 数据库操作异常：{e}")
    # 发生异常时回滚事务（若连接已建立）
    if conn:
        conn.rollback()

finally:
    # 5. 关闭游标和连接，释放资源
    if cursor:
        cursor.close()
    if conn and conn.is_connected():
        conn.close()
        print("🔌 数据库连接已关闭")

3.3 连接优化与异常处理

3.3.1 上下文管理器（with 语句）

使用with语句可自动管理资源，无需手动关闭连接和游标，代码更简洁、更安全：

python

运行

import mysql.connector
from mysql.connector import Error

db_config = {
    "host": "localhost",
    "database": "test_db",
    "user": "root",
    "password": "your_password",
    "charset": "utf8mb4"
}

try:
    # with语句自动管理连接和游标
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            # 执行SQL语句
            cursor.execute("SELECT VERSION();")
            version = cursor.fetchone()
            print(f"MySQL版本：{version[0]}")
            
            # 提交事务（非查询操作需手动提交）
            conn.commit()

except Error as e:
    print(f"❌ 异常：{e}")

3.3.2 常见连接异常排查

表格

异常码	异常原因	解决方法
1045	用户名 / 密码错误	检查user和password配置，确认账号密码正确
2003	无法连接到主机	检查host是否正确，确认 MySQL 服务已启动、端口未被占用
1049	数据库不存在	提前在 MySQL 中创建目标数据库，或检查database配置
2059	认证方式不兼容	MySQL8.0 + 使用caching_sha2_password认证，需修改用户认证方式或安装对应驱动版本

四、数据表基础操作

通过 Python 代码可实现数据表的创建、删除、查看等管理操作，以下为核心操作详解。

4.1 创建数据表

创建数据表时需定义表名、字段名、数据类型、约束条件（主键、非空、唯一等），示例代码如下：

python

运行

import mysql.connector
from mysql.connector import Error

# 连接配置
db_config = {
    "host": "localhost",
    "database": "test_db",
    "user": "root",
    "password": "your_password",
    "charset": "utf8mb4"
}

# 建表SQL语句（员工表）
create_table_sql = """
CREATE TABLE IF NOT EXISTS employees (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '员工ID，自增主键',
    name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '员工姓名',
    age TINYINT UNSIGNED COMMENT '员工年龄',
    department VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '所属部门',
    salary DECIMAL(10, 2) NOT NULL COMMENT '薪资',
    hire_date DATE NOT NULL COMMENT '入职日期',
    email VARCHAR(100) UNIQUE COMMENT '邮箱，唯一',
    create_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='员工信息表';
"""

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            # 执行建表语句
            cursor.execute(create_table_sql)
            print("✅ 数据表employees创建成功（若已存在则跳过）")
            
            # 查看表结构
            cursor.execute("DESC employees;")
            table_structure = cursor.fetchall()
            print("\n📋 表结构信息：")
            for field in table_structure:
                print(f"字段名：{field[0]}, 类型：{field[1]}, 约束：{field[2]}")

except Error as e:
    print(f"❌ 建表异常：{e}")

4.2 数据表删除

删除数据表需谨慎操作，数据删除后不可恢复，示例代码：

python

运行

# 删表SQL语句
drop_table_sql = "DROP TABLE IF EXISTS employees;"

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            cursor.execute(drop_table_sql)
            print("✅ 数据表employees已删除（若存在）")
except Error as e:
    print(f"❌ 删表异常：{e}")

4.3 数据表查看

查看数据库中所有数据表，代码如下：

python

运行

# 查看表SQL语句
show_tables_sql = "SHOW TABLES;"

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            cursor.execute(show_tables_sql)
            tables = cursor.fetchall()
            print(f"\n📌 数据库{db_config['database']}中的数据表：")
            for table in tables:
                print(f"- {table[0]}")
except Error as e:
    print(f"❌ 查看表异常：{e}")

五、核心数据操作（CRUD）

CRUD 是数据库操作的核心，包括数据插入（Create）、查询（Read）、更新（Update）、删除（Delete），以下结合employees表详细讲解各操作。

5.1 数据插入（INSERT）

数据插入分为单条插入和批量插入，推荐使用参数化查询（%s占位符），避免 SQL 注入攻击。

5.1.1 单条插入

python

运行

import mysql.connector
from mysql.connector import Error

db_config = {
    "host": "localhost",
    "database": "test_db",
    "user": "root",
    "password": "your_password",
    "charset": "utf8mb4"
}

# 单条插入SQL
insert_single_sql = """
INSERT INTO employees (name, age, department, salary, hire_date, email)
VALUES (%s, %s, %s, %s, %s, %s);
"""

# 插入数据
employee_data = ("张三", 28, "技术部", 15000.00, "2023-01-15", "zhangsan@example.com")

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            # 执行插入
            cursor.execute(insert_single_sql, employee_data)
            # 提交事务（非查询操作必须提交）
            conn.commit()
            # 获取自增主键ID
            new_id = cursor.lastrowid
            print(f"✅ 单条插入成功，新增员工ID：{new_id}")
            print(f"📌 受影响行数：{cursor.rowcount}")
except Error as e:
    # 异常时回滚
    conn.rollback()
    print(f"❌ 单条插入异常：{e}")

5.1.2 批量插入

批量插入使用executemany()方法，效率远高于多次单条插入，适合大量数据导入：

python

运行

# 批量插入SQL（复用单条插入语句）
insert_batch_sql = """
INSERT INTO employees (name, age, department, salary, hire_date, email)
VALUES (%s, %s, %s, %s, %s, %s);
"""

# 批量数据
batch_employee_data = [
    ("李四", 30, "销售部", 12000.00, "2023-02-20", "lisi@example.com"),
    ("王五", 25, "人事部", 9000.00, "2023-03-10", "wangwu@example.com"),
    ("赵六", 35, "财务部", 18000.00, "2023-01-05", "zhaoliu@example.com")
]

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            # 批量插入
            cursor.executemany(insert_batch_sql, batch_employee_data)
            conn.commit()
            print(f"✅ 批量插入成功，新增{cursor.rowcount}条数据")
except Error as e:
    conn.rollback()
    print(f"❌ 批量插入异常：{e}")

5.2 数据查询（SELECT）

数据查询是最常用的操作，支持单条查询、多条查询、条件查询、模糊查询等，可通过fetchone()、fetchall()、fetchmany()获取结果。

5.2.1 基础查询

python

运行

# 查询所有员工数据
query_all_sql = "SELECT * FROM employees;"

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            # 执行查询
            cursor.execute(query_all_sql)
            # 获取所有结果
            all_employees = cursor.fetchall()
            print(f"\n📋 共查询到{len(all_employees)}条员工数据：")
            # 遍历结果
            for emp in all_employees:
                print(f"ID：{emp[0]}, 姓名：{emp[1]}, 部门：{emp[3]}, 薪资：{emp[4]}")
except Error as e:
    print(f"❌ 查询异常：{e}")

5.2.2 条件查询

python

运行

# 按部门查询员工（条件查询）
query_dept_sql = "SELECT name, salary, hire_date FROM employees WHERE department = %s;"
dept_name = "技术部"

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            cursor.execute(query_dept_sql, (dept_name,))
            # 获取单条结果（若存在）
            tech_emp = cursor.fetchone()
            if tech_emp:
                print(f"\n📌 技术部员工：姓名={tech_emp[0]}, 薪资={tech_emp[1]}, 入职日期={tech_emp[2]}")
            else:
                print("📌 技术部无员工数据")
except Error as e:
    print(f"❌ 条件查询异常：{e}")

5.2.3 分页查询

python

运行

# 分页查询（每页2条，第1页）
page_query_sql = "SELECT * FROM employees LIMIT %s OFFSET %s;"
page_size = 2
page_num = 1
offset = (page_num - 1) * page_size

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            cursor.execute(page_query_sql, (page_size, offset))
            page_employees = cursor.fetchall()
            print(f"\n📋 第{page_num}页数据（每页{page_size}条）：")
            for emp in page_employees:
                print(f"ID：{emp[0]}, 姓名：{emp[1]}")
except Error as e:
    print(f"❌ 分页查询异常：{e}")

5.2.4 模糊查询

python

运行

# 模糊查询（姓名包含"张"的员工）
fuzzy_query_sql = "SELECT name, department FROM employees WHERE name LIKE %s;"
search_key = "%张%"

try:
    with mysql.connector.connect(**db_config) as conn:
        with conn.cursor() as cursor:
            cursor.execute(fuzzy_query_sql, (search_key,))
            fuzzy_emps = cursor.fetchall()
            print(f"\n📋 姓名包含"张"的员工：")
            for emp in fuzzy_emps:
                print(f"姓名：{emp[0]},