一、数据库概述

1、什么是数据库？

**定义**：数据库（Database, DB）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，用于高效存储、检索和管理大量结构化或非结构化数据。
**核心目标**：解决数据冗余、数据不一致性问题，确保数据的安全性、完整性和可访问性

2、数据库管理系统(DBMS)

**定义**：数据库管理系统是用于管理数据库的软件系统，负责数据的存储、查询、更新、删除等操作，并提供事务管理、权限控制、备份恢复等功能。
常见 DBMS：
**关系型数据库**：MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server。
**非关系型数据库（NoSQL）**：MongoDB、Redis、Cassandra。

3、数据库分类

数据库主要分为**关系型数据库**和 ** 非关系型数据库（NoSQL）** 两大类，两者在数据模型、适用场景上有显著差异。

```

姓名年纪地址性别出生

张三 18 china man 1990

张三

```

**关系型数据库（SQL）**

**数据模型**：基于二维表格（关系表），通过行（记录）和列（字段）存储数据，表间通过主键、外键建立关联。
特点：
结构化强，数据一致性高。
支持复杂查询（如 JOIN、子查询），适合事务性场景（如金融交易、订单系统）。
遵循 ACID 特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）。
**典型应用**：企业 ERP 系统、银行核心系统、电商订单管理。

** 非关系型数据库（NoSQL）**

**数据模型**：采用键值对、文档、列族、图结构等非表格模型存储数据。
特点：
灵活可扩展，适合处理海量非结构化数据（如日志、图片、JSON 文档）。
读写性能高，支持分布式架构。
弱化 ACID，强调 BASE 特性（基本可用、软状态、最终一致性）。
细分类型及示例：
**键值存储**：Redis（用于缓存、会话管理）。
**文档存储**：MongoDB（用于内容管理、用户数据存储）。
**列族存储**：HBase（用于海量数据实时查询，如日志分析）。
**图存储**：Neo4j（用于社交网络、推荐系统中的关系分析）。
**典型应用**：互联网用户行为分析、实时推荐系统、物联网设备数据存储。

4、结构化查询语言(SQL)

结构化查询语言（SQL）是用于管理和操作关系型数据库的标准编程语言，广泛应用于数据存储、查询、更新和管理。以下是对 SQL 的详细解析：

**. 定义与作用**

**SQL（Structured Query Language）**：是一种专门设计用于与数据库通信的编程语言，用于执行数据操作（如查询、插入、更新）和数据库管理（如创建表、修改结构、权限控制）。
核心功能：
数据查询（SELECT）：从数据库中检索数据。
数据操作（INSERT、UPDATE、DELETE）：增删改数据。
数据定义（CREATE、ALTER、DROP）：创建、修改、删除数据库对象（如表、索引）。
数据控制（GRANT、REVOKE）：管理用户权限。

**SQL 与数据库的关系**

SQL 是一种语言标准，而数据库（如 MySQL、PostgreSQL、Oracle）是实现 SQL 标准的软件系统。不同数据库对 SQL 的支持略有差异，但核心语法一致。

二、MySQL入门

```

MySQL是一个c/s架构的软件

c/s: client (客户端)------> server 服务端代表应用：QQ 迅雷企业微信

b/s: browser (浏览器) ----> server 服务端

密码：qwe123 输入的时候要是英文状态，然后必须是小写。

```

MySQL 是全球最流行的开源关系型数据库管理系统（RDBMS），由瑞典 MySQL AB 公司开发，后被 Oracle 收购。它以高性能、可靠性和易用性著称，广泛应用于 Web 应用、企业系统和中小型数据存储场景。以下是对 MySQL 的深度解析：

1、核心特性

开源与跨平台

**开源许可证**：采用 GPL（通用公共许可证），允许免费使用和修改，但商业应用需购买商业许可证。
**跨平台支持**：支持 Linux、Windows、macOS、Solaris 等主流操作系统。

** 存储引擎**

MySQL 支持多种存储引擎，每个引擎有不同特性，最常用的是：

**InnoDB**（默认）：支持事务、外键、行级锁和崩溃恢复，适合高并发和写密集型场景。
**MyISAM**：不支持事务和外键，读写性能高，但不适合高并发事务场景。
**Memory**：数据存储在内存中，查询极快，适合临时数据或缓存。
**Archive**：只支持 INSERT 和 SELECT，压缩率高，适合历史数据归档。

**高性能与扩展性**

**索引优化**：支持 B-Tree、哈希索引，优化查询效率。
**复制（Replication）**：主从复制、主主复制，实现读写分离和高可用性。
**分区（Partitioning）**：水平分割大表，提升查询性能。

**安全与权限管理**

**用户认证**：基于用户名、主机和密码的访问控制。
**细粒度权限**：支持 GRANT/REVOKE 对数据库、表、列级别的权限控制。
**加密功能**：支持 SSL/TLS 加密传输，以及数据静态加密（TDE）。

2、MySQL链接

安装 MySQL 后，你可以通过以下几种方式连接到 MySQL 服务端：

1、使用命令行客户端连接
2、使用图形化工具连接

常用 MySQL 图形化管理工具：

MySQL Workbench（官方工具）：https://www.mysql.com/cn/products/workbench/
Navicat（付费）：https://www.navicat.com/
DBeaver：https://dbeaver.io/
phpMyAdmin（基于Web）：https://www.phpmyadmin.net/

使用MySQL命令行链接

```

mysql -u your_username -p

```

**参数说明：**

`-u` 参数用于指定用户名。
`-p` 参数表示需要输入密码。

指定主机和端口连接（适用于远程连接）:

```

mysql -h 主机名或IP地址 -P 端口号 -u 用户名 -p

```

例如：

```

mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p

```

3、简单的SQL语句

列出所有可用的数据库：

```

SHOW DATABASES;

```

选择要使用的数据库：

```

USE your_database;

```

列出所选数据库中的所有表：

```

SHOW TABLES;

```

退出 **mysql>** 命令提示窗口可以使用 **exit** 命令，如下所示：

```

mysql> EXIT;

Bye

```

或者使用：

```

mysql> QUIT;

```

或者按下 **Ctrl + D**（在 Unix/Linux 系统中）。

4、创建数据库

我们可以在登陆 MySQL 服务后，使用 **create** 命令创建数据库，语法如下:

```

CREATE DATABASE 数据库名;

```

以下命令简单的演示了创建数据库的过程，数据名为 helloworld:

```

root@host\]# mysql -u root -p Enter password:\*\*\*\*\*\* # 登录后进入终端 mysql\> create DATABASE helloworld; \`\`\` 建数据库的基本语法如下： \`\`\` CREATE DATABASE \[IF NOT EXISTS\] database_name \[CHARACTER SET charset_name

```

说明

将行数据按照列1进行排序，如果某些行列1的值相同时，则按照列2排序，以此类推
默认按照列值从小到大排列（asc）
asc从小到大排列，即升序
desc从大到小排序，即降序

例1：查询未删除男生信息，按学号降序

```sql

select * from students where gender=1 and is_delete=0 order by id desc;

```

例2：显示所有的学生信息，先按照年龄从大-->小排序，当年龄相同时按照身高从高-->矮排序

```sql

select * from students order by age desc,height desc;

```

3. 聚合函数

为了快速得到统计数据，经常会用到如下5个聚合函数

总数

count(*)表示计算总行数，括号中写星与列名，结果是相同的

例1：查询学生总数

```sql

select count(*) from students;

```

最大值

max(列)表示求此列的最大值

例2：查询女生的编号最大值

```sql

select max(id) from students where gender=2;

```

最小值

min(列)表示求此列的最小值

例3：查询未删除的学生最小编号

```sql

select min(id) from students where is_delete=0;

```

求和

sum(列)表示求此列的和

例4：查询男生的总年龄

```sql

select sum(age) from students where gender=1;

-- 平均年龄

select sum(age)/count(*) from students where gender=1;

```

平均值

avg(列)表示求此列的平均值

例5：查询未删除女生的编号平均值

```sql

select avg(id) from students where is_delete=0 and gender=2;

```

4. 分组

group by

group by的含义:将查询结果按照1个或多个字段进行分组，字段值相同的为一组
group by可用于单个字段分组，也可用于多个字段分组

```

gender count members

1 20 小红,小花,小紫....

0 30 大明,二明

```

group by + group_concat()

group_concat(字段名)可以作为一个输出字段来使用，
表示分组之后，根据分组结果，使用group_concat()来放置每一组的某字段的值的集合

```sql

select gender from students group by gender;

+--------+

| gender |

+--------+

| 男 |

| 女 |

| 中性 |

| 保密 |

+--------+

select gender,group_concat(name) from students group by gender;

+--------+-----------------------------------------------------------+

| gender | group_concat(name) |

+--------+-----------------------------------------------------------+

| 男 | 彭于晏,刘德华,周杰伦,程坤,郭靖 |

| 女 | 小明,小月月,黄蓉,王祖贤,刘亦菲,静香,周杰 |

| 中性 | 金星 |

| 保密 | 凤姐 |

+--------+-----------------------------------------------------------+

select gender,group_concat(id) from students group by gender;

+--------+------------------+

| gender | group_concat(id) |

+--------+------------------+

| 男 | 3,4,8,9,14 |

| 女 | 1,2,5,7,10,12,13 |

| 中性 | 11 |

| 保密 | 6 |

+--------+------------------+

```

group by + 集合函数

通过group_concat()的启发，我们既然可以统计出每个分组的某字段的值的集合，那么我们也可以通过集合函数来对这个`值的集合`做一些操作

```sql

select gender,group_concat(age) from students group by gender;

+--------+----------------------+

| gender | group_concat(age) |

+--------+----------------------+

| 男 | 29,59,36,27,12 |

| 女 | 18,18,38,18,25,12,34 |

| 中性 | 33 |

| 保密 | 28 |

+--------+----------------------+

分别统计性别为男/女的人年龄平均值

select gender,avg(age) from students group by gender;

+--------+----------+

| gender | avg(age) |

+--------+----------+

| 男 | 32.6000 |

| 女 | 23.2857 |

| 中性 | 33.0000 |

| 保密 | 28.0000 |

+--------+----------+

分别统计性别为男/女的人的个数

select gender,count(*) from students group by gender;

+--------+----------+

| gender | count(*) |

+--------+----------+

| 男 | 5 |

| 女 | 7 |

| 中性 | 1 |

| 保密 | 1 |

+--------+----------+

gender avg_age

1 20

0 18

```

group by + having

having 条件表达式：用来分组查询后指定一些条件来输出查询结果
having作用和where一样，但having只能用于group by

```sql

select gender,count(*) from students group by gender having count(*)>2;

+--------+----------+

| gender | count(*) |

+--------+----------+

| 男 | 5 |

| 女 | 7 |

+--------+----------+

```

5. 获取部分行

当数据量过大时，在一页中查看数据是一件非常麻烦的事情

语法

```sql

select * from 表名 limit start,count

```

说明

从start开始，获取count条数据

例1：查询前3行男生信息

```sql

select * from students where gender=1 limit 0,3;

```

示例：分页

已知：每页显示m条数据，当前显示第n页
求总页数：此段逻辑后面会在python中实现
查询总条数p1
使用p1除以m得到p2
如果整除则p2为总数页
如果不整除则p2+1为总页数
求第n页的数据

```sql

select * from students where is_delete=0 limit (n-1)*m,m

```

6. 连接查询

当查询结果的列来源于多张表时，需要将多张表连接成一个大的数据集，再选择合适的列返回

mysql支持三种类型的连接查询，分别为：

内连接查询：查询的结果为两个表匹配到的数据
右连接查询：查询的结果为两个表匹配到的数据，右表特有的数据，对于左表中不存在的数据使用null填充
左连接查询：查询的结果为两个表匹配到的数据，左表特有的数据，对于右表中不存在的数据使用null填充

```

需求：查询数据库获取小红的工资和部门信息。

select * from employees where id = 1;

select employees.id,employees.name,employees.salary,department.dept_name from employees

join department

on department.id = employees.department_id

where employees.id = 1;

select employees.id,employees.name,employees.salary,department.dept_name from employees

right join department

on department.id = employees.department_id

where employees.id = 1;

select employees.id,employees.name,employees.salary,department.dept_name from employees

left join department

on department.id = employees.department_id

where employees.id = 1;

select employees.id,employees.name,employees.salary,department.dept_name from employees join department

on department.id = employees.department_id

where employees.id = 3;

```

语法

```sql

select * from 表1 inner或left或right join 表2 on 表1.列 = 表2.列

```

例1：使用内连接查询班级表与学生表

```sql

select * from students inner join classes on students.cls_id = classes.id;

```

例2：使用左连接查询班级表与学生表

此处使用了as为表起别名，目的是编写简单

```sql

select * from students as s left join classes as c on s.cls_id = c.id;

```

例3：使用右连接查询班级表与学生表

```sql

select * from students as s right join classes as c on s.cls_id = c.id;

```

例4：查询学生姓名及班级名称

```sql

select s.name,c.name from students as s inner join classes as c on s.cls_id = c.id;

```

七、Python操作MySQL

1. 安装 pymysql

```bash

pip install pymysql

```

2. 连接数据库

```python

import pymysql

连接数据库

conn = pymysql.connect(

host='localhost', # 主机名

user='your_username', # 用户名

password='your_password', # 密码

database='your_database', # 数据库名

charset='utf8mb4', # 字符集

cursorclass=pymysql.cursors.DictCursor # 返回字典格式的结果

)

try:

创建游标对象

with conn.cursor() as cursor:

执行 SQL 查询

sql = "SELECT VERSION()"

cursor.execute(sql)

获取单条数据

result = cursor.fetchone()

print(f"数据库版本: {result}")

finally:

关闭数据库连接

conn.close()

```

3. 创建表

```python

try:

with conn.cursor() as cursor:

创建 users 表

sql = """

CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (

id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,

name VARCHAR(50) NOT NULL,

age INT,

email VARCHAR(100) UNIQUE

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

"""

cursor.execute(sql)

提交事务

conn.commit()

print("表创建成功")

except Exception as e:

print(f"表创建失败: {e}")

回滚事务

conn.rollback()

```

4. 插入数据

```python

try:

with conn.cursor() as cursor:

插入单条数据

sql = "INSERT INTO users (name, age, email) VALUES (%s, %s, %s)"

cursor.execute(sql, ('Alice', 25, 'alice@example.com'))

插入多条数据

users = [

('Bob', 30, 'bob@example.com'),

('Charlie', 22, 'charlie@example.com')

]

sql = "INSERT INTO users (name, age, email) VALUES (%s, %s, %s)"

cursor.executemany(sql, users)

提交事务

conn.commit()

print(f"成功插入 {cursor.rowcount} 条数据")

except Exception as e:

print(f"数据插入失败: {e}")

conn.rollback()

```

5. 查询数据

```python

查询所有数据

try:

with conn.cursor() as cursor:

sql = "SELECT * FROM users"

cursor.execute(sql)

results = cursor.fetchall() # 获取所有记录

for row in results:

print(f"ID: {row['id']}, 姓名: {row['name']}, 年龄: {row['age']}, 邮箱: {row['email']}")

except Exception as e:

print(f"查询失败: {e}")

查询单条数据

try:

with conn.cursor() as cursor:

sql = "SELECT * FROM users WHERE id = %s"

cursor.execute(sql, (1,))

result = cursor.fetchone() # 获取单条记录

print(f"ID为1的用户: {result}")

except Exception as e:

print(f"查询失败: {e}")

```

6. 更新数据

```python

try:

with conn.cursor() as cursor:

sql = "UPDATE users SET age = age + 1 WHERE name = %s"

cursor.execute(sql, ('Alice',))

提交事务

conn.commit()

print(f"成功更新 {cursor.rowcount} 条数据")

except Exception as e:

print(f"数据更新失败: {e}")

conn.rollback()

```

7. 删除数据

```python

try:

with conn.cursor() as cursor:

sql = "DELETE FROM users WHERE age < %s"

cursor.execute(sql, (25,))

提交事务

conn.commit()

print(f"成功删除 {cursor.rowcount} 条数据")

except Exception as e:

print(f"数据删除失败: {e}")

conn.rollback()

```

8. 使用上下文管理器管理连接

为了简化资源管理，可以将数据库连接封装成上下文管理器：

```python

class MySQLConnection:

def init(self, host, user, password, database):

self.host = host

self.user = user

self.password = password

self.database = database

self.conn = None

def enter(self):

self.conn = pymysql.connect(

host=self.host,

user=self.user,

password=self.password,

database=self.database,

cursorclass=pymysql.cursors.DictCursor

)

return self.conn

def exit(self, exc_type, exc_val, exc_tb):

if self.conn:

self.conn.close()

使用示例

with MySQLConnection('localhost', 'user', 'password', 'dbname') as conn:

with conn.cursor() as cursor:

cursor.execute("SELECT * FROM users")

results = cursor.fetchall()

for row in results:

print(row)

```

9. 处理数据库事务

```python

try:

with conn.cursor() as cursor:

开始事务

conn.begin()

执行多个操作

cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES (%s, %s)", ('David', 28))

cursor.execute("UPDATE users SET age = age + 1 WHERE name = 'Bob'")

提交事务

conn.commit()

print("事务提交成功")

except Exception as e:

回滚事务

conn.rollback()

print(f"事务回滚: {e}")

```

create table blog(

id int unsigned not null auto_increment comment "主键",

title varchar(200) not null comment "文章标题",

authoer varchar(50) not null comment "文章作者",

description varchar(500) not null comment "文章摘要",

content text not null comment "内容",

primary key(id)

)charset=utf8;

```

MySQL详解

一、数据库概述

1、什么是数据库？

2、数据库管理系统(DBMS)

3、数据库分类

4、结构化查询语言(SQL)

二、MySQL入门

1、核心特性

2、MySQL链接

3、简单的SQL语句

4、创建数据库

3. 聚合函数

4. 分组

5. 获取部分行

6. 连接查询

七、Python操作MySQL

1. 安装 pymysql

2. 连接数据库

连接数据库

创建游标对象

执行 SQL 查询

获取单条数据

关闭数据库连接

3. 创建表

创建 users 表

提交事务

回滚事务

4. 插入数据

插入单条数据

插入多条数据

提交事务

5. 查询数据

查询所有数据

查询单条数据

6. 更新数据

提交事务

7. 删除数据

提交事务

8. 使用上下文管理器管理连接

使用示例

9. 处理数据库事务

开始事务

执行多个操作

提交事务

回滚事务