Python - Доступ к базам данных

Привет, начинающие программисты на Python! Я рад быть вашим проводником в этом увлекательном путешествии в мир доступа к базам данных с использованием Python. Как человек, который многие годы преподает программирование, я могу вам заверить, что этот навык не только необходим, но и чрезвычайно важен. Давайте погружемся и откроем тайны манипуляции базами данных с Python!

Доступ к базам данных в Python

Представьте себе, что вы организуете огромную библиотеку. У вас есть тысячи книг, и вам нужна система для отслеживания всех этих книг. Это, в сущности, то, что делает база данных, но для цифровой информации. Python, будучи универсальным языком, предлагает несколько способов взаимодействия с базами данных. Сегодня мы сосредоточимся на двух популярных методах: использование модуля sqlite3 для баз данных SQLite и модуля PyMySQL для баз данных MySQL.

Модуль sqlite3

SQLite - это мини-база данных, которая уже встроена в Python. Она идеально подходит для небольших приложений или для начинающих. Начнем с импорта модуля:

import sqlite3

Эта строка, как бы, говорит Python: "Эй, мы собираемся работать с базами данных SQLite, так что приготовься!"

Объект подключения

Чтобы работать с базой данных, нам сначала нужно подключиться к ней. Представьте, что это как постучаться в дверь вашей цифровой библиотеки. Вот как мы это делаем:

conn = sqlite3.connect("example.db")

Эта строка создает новый файл базы данных с именем "example.db", если его не существует, или открывает его, если он существует. переменная conn - это наш ключ к этой базе данных.

Объект курсора

Теперь, когда мы внутри нашей цифровой библиотеки, нам нужен способ передвигаться и манипулировать данными. Это делает курсор. Давайте создадим его:

cursor = conn.cursor()

Представьте курсор как вашего ассистента-библиотекаря, готового извлекать или изменять информацию по вашему команду.

Создание таблицы базы данных

Создадим таблицу для хранения некоторой информации. Представьте, что мы каталогизируем книги:

cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS books
(id INTEGER PRIMARY KEY,
title TEXT,
author TEXT,
year INTEGER)''')

Эта SQL-команда создает таблицу с именем "books" с колонками для id, title, author и year. Часть IF NOT EXISTS гарантирует, что мы не создадим дублирующие таблицы.

Операция INSERT

Теперь добавим некоторые книги в нашу базу данных:

cursor.execute("INSERT INTO books (title, author, year) VALUES (?, ?, ?)",
("To Kill a Mockingbird", "Harper Lee", 1960))
conn.commit()

Это вставляет новую книгу в нашу таблицу. Маркеры ? являются占位符ами для наших данных, что помогает предотвратить атаки SQL-инъекции (тема для другого разговора!). Метод commit() сохраняет наши изменения.

Операция READ

Давайте извлечем некоторые данные:

cursor.execute("SELECT * FROM books")
books = cursor.fetchall()
for book in books:
print(f"ID: {book[0]}, Title: {book[1]}, Author: {book[2]}, Year: {book[3]}")

Это извлекает все книги и выводит их. Это как спросить нашего библиотекаря показать все книги, которые у нас есть.

Операция Update

Нужно исправить некоторую информацию? Нет проблем:

cursor.execute("UPDATE books SET year = ? WHERE title = ?", (1925, "The Great Gatsby"))
conn.commit()

Это обновляет год публикации "The Great Gatsby". Не забывайте всегда коммитить ваши изменения!

Операция DELETE

Иногда нам нужно удалить записи:

cursor.execute("DELETE FROM books WHERE author = ?", ("J.K. Rowling",))
conn.commit()

Это удаляет все книги автора J.K. Rowling из нашей базы данных. Будьте осторожны с операциями DELETE - в базах данных нет кнопки "отмена".

Передача транзакций

Транзакции - это способ группировать операции вместе. Если любая операция失败, все они отменяются. Это как подход "все или ничего":

try:
conn.execute("BEGIN TRANSACTION")
cursor.execute("INSERT INTO books (title, author, year) VALUES (?, ?, ?)",
("1984", "George Orwell", 1949))
cursor.execute("INSERT INTO books (title, author, year) VALUES (?, ?, ?)",
("Animal Farm", "George Orwell", 1945))
conn.commit()
print("Transaction successful!")
except sqlite3.Error as e:
conn.rollback()
print(f"An error occurred: {e}")

Операция COMMIT

Мы использовали commit() на протяжении всех наших примеров. Это критически важно для сохранения наших изменений в базе данных. Без него наши изменения были бы потеряны при закрытии подключения.

Операция ROLLBACK

Если что-то идет не так во время транзакции, мы можем использовать rollback() для отмены всех изменений с момента последнего коммита:

try:
# Некоторые операции с базой данных
conn.commit()
except sqlite3.Error:
conn.rollback()

Модуль PyMySQL

Хотя SQLite отлично подходит для обучения и небольших приложений, многие реальные проекты используют более мощные базы данных, такие как MySQL. Давайте быстро рассмотрим, как использовать PyMySQL:

import pymysql

conn = pymysql.connect(host='localhost',
user='your_username',
password='your_password',
database='your_database')

try:
with conn.cursor() as cursor:
sql = "INSERT INTO users (email, password) VALUES (%s, %s)"
cursor.execute(sql, ('[email protected]', 'very-secret'))
conn.commit()
finally:
conn.close()

Основные принципы аналогичны SQLite, но PyMySQL позволяет нам подключаться к удаленным базам данных MySQL.

Обработка ошибок

Обработка ошибок критически важна при работе с базами данных. Всегда используйте блоки try-except для перехвата и обработки потенциальных ошибок:

try:
# Операции с базой данных здесь
except sqlite3.Error as e:
print(f"An error occurred: {e}")
finally:
conn.close()

Это обеспечивает, что мы обрабатываем ошибки корректно и всегда закрываем наше подключение к базе данных, даже если произошла ошибка.

Вот таблица, подводящая итог основным операциям с базами данных, которые мы рассмотрели:

Operation	Описание	Пример
Connect	Установление подключения к базе данных	conn = sqlite3.connect("example.db")
Create	Создание новой таблицы или записи	cursor.execute("CREATE TABLE...")
Insert	Добавление новых записей в таблицу	cursor.execute("INSERT INTO...")
Select	Извлечение данных из базы данных	cursor.execute("SELECT...")
Update	Изменение существующих записей	cursor.execute("UPDATE...")
Delete	Удаление записей из таблицы	cursor.execute("DELETE FROM...")
Commit	Сохранение изменений в базе данных	conn.commit()
Rollback	Отмена изменений с момента последнего коммита	conn.rollback()

Итак, у вас есть первые шаги в мир доступа к базам данных с Python. Помните, что практика совершает совершенство, так что не стесняйтесь экспериментировать с этими концепциями. А уж через несколько мгновений вы будете управлять данными как профессионал! Счастливого кодирования, и пусть ваши базы данных всегда будут организованы и безошибочны!

Credits: Image by storyset