15、Python 访问数据库

一、概述

Python操作数据库一般有三种方式：

1. 原生驱动直接写SQL：sqlite3（内置SQLite）、pymysql（MySQL）
2. ORM框架 SQLAlchemy：用Python对象映射数据库表，减少手写SQL，适配多种数据库
3. 适用场景：小测试用SQLite；业务存储用MySQL；项目开发优先SQLAlchemy

遵循数据库通用规范：先建连接 → 获取游标 → 执行SQL → 提交事务 → 关闭游标和连接

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二、使用 SQLite

SQLite是文件型数据库，Python内置sqlite3模块，无需额外安装，不需要单独启动服务，适合本地测试、小型数据存储。

基础示例

import sqlite3

# 1. 连接数据库，不存在则自动创建文件 test.db
conn = sqlite3.connect("test.db")
# 2. 获取游标
cursor = conn.cursor()

# 建表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS user (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    name TEXT NOT NULL,
    age INTEGER
)
''')

# 插入单条数据
cursor.execute("INSERT INTO user(name, age) VALUES (?, ?)", ("zhangsan", 20))
# 批量插入
cursor.executemany("INSERT INTO user(name, age) VALUES (?, ?)", [
    ("lisi", 22),
    ("wangwu", 21)
])

# 查询
cursor.execute("SELECT * FROM user")
print(cursor.fetchall())   # 全部结果
# cursor.fetchone() 取第一条
# cursor.fetchmany(2) 取前2条

# 更新
cursor.execute("UPDATE user SET age=? WHERE name=?", (25, "zhangsan"))
# 删除
cursor.execute("DELETE FROM user WHERE name=?", ("wangwu",))

# 提交事务（DML操作必须commit，SQLite默认事务）
conn.commit()

# 关闭
cursor.close()
conn.close()

占位符：SQLite 使用 ?，不要用字符串拼接SQL，防止SQL注入

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三、使用 MySQL

MySQL是C/S架构数据库，需要先安装MySQL服务，Python使用pymysql驱动。

1. 安装

pip install pymysql

2. 基础示例

import pymysql

# 建立连接
conn = pymysql.connect(
    host="127.0.0.1",
    port=3306,
    user="root",
    password="你的密码",
    database="test_db",
    charset="utf8mb4"
)
cursor = conn.cursor()

# 建表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS user(
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(50),
    age INT
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
''')

# 插入，pymysql占位符是 %s
cursor.execute("INSERT INTO user(name,age) VALUES (%s,%s)", ("zhangsan",20))
conn.commit()

# 查询
cursor.execute("SELECT * FROM user")
print(cursor.fetchall())

cursor.close()
conn.close()

✅ 重点区别：

• pymysql 占位符是 %s，不是字符串格式化！
• 必须提前建好数据库（CREATE DATABASE test_db;）
• 异常场景：网络断开、账号密码错误、库不存在

异常捕获模板

import pymysql
try:
    conn = pymysql.connect(...)
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute(sql)
    conn.commit()
except pymysql.MySQLError as e:
    print("数据库错误：", e)
    conn.rollback()  # 出错回滚
finally:
    if conn:
        cursor.close()
        conn.close()

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四、使用 SQLAlchemy

SQLAlchemy 是Python最经典的ORM（对象关系映射）框架，一套代码可以切换 SQLite / MySQL / PostgreSQL，不用大量改SQL。 分为两种使用方式：

1. Core：SQL表达式方式
2. ORM：面向对象，类映射表（日常开发最常用）

1. 安装

pip install sqlalchemy

2. ORM 完整示例（MySQL）

from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String
from sqlalchemy.orm import declarative_base, sessionmaker

# 1. 创建引擎，连接数据库
# mysql+pymysql://user:password@host:port/dbname
engine = create_engine("mysql+pymysql://root:密码@127.0.0.1:3306/test_db")
# SQLite引擎写法：engine = create_engine("sqlite:///test.db")

# 2. 基类，所有模型继承它
Base = declarative_base()

# 3. 定义模型类（对应数据库一张表）
class User(Base):
    __tablename__ = "user"
    id = Column(Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
    name = Column(String(50), nullable=False)
    age = Column(Integer)

    def __repr__(self):
        return f"<User(name={self.name}, age={self.age})>"

# 4. 创建表（不存在才创建）
Base.metadata.create_all(engine)

# 5. 创建会话，用来增删改查
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()

# 新增
u1 = User(name="zhangsan", age=20)
session.add(u1)
session.add_all([
    User(name="lisi", age=22),
    User(name="wangwu", age=21)
])
session.commit()

# 查询
# 查询所有
res = session.query(User).all()
# 条件查询
res = session.query(User).filter(User.name == "zhangsan").first()
# 模糊查询 filter(User.name.like("%zhang%"))

# 更新
if res:
    res.age = 26
    session.commit()

# 删除
session.delete(res)
session.commit()

session.close()

常用查询语法速记

# 等于
filter(User.name == "xxx")
# 大于小于
filter(User.age > 18)
# and / or
from sqlalchemy import or_, and_
filter(or_(User.age>20, User.name=="lisi"))
# 排序
order_by(User.age.desc())
# 分页 offset limit
session.query(User).order_by(User.id).offset(0).limit(10).all()

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五、三者对比总结

方式	依赖	优点	缺点	适合场景
sqlite3	内置	零服务、开箱即用	并发弱、不适合多用户	本地缓存、脚本、测试
pymysql原生	需要MySQL服务	灵活，完全掌控SQL	重复样板代码，容易注入，切换数据库改动大	简单脚本、需要精细控制SQL
SQLAlchemy ORM	驱动+框架	面向对象、跨数据库、防注入、代码优雅	有学习成本，复杂SQL性能不如手写	Web项目、后端业务开发

六、重要注意事项

1. 永远不要字符串拼接SQL，使用参数化查询，防止SQL注入
2. 写修改操作（insert/update/delete）一定要 commit，异常时 rollback
3. 用完连接、游标、session要关闭，避免连接泄漏
4. MySQL注意编码 utf8mb4 支持emoji
5. SQLAlchemy适合业务开发；报表、超复杂聚合SQL可以用原生SQL