Python数据库操作：使用Python连接和操作数据库

Python是一种高级编程语言，也是一种功能强大的脚本语言。在大数据时代，数据处理和分析越来越重要，Python因其简单易用、面向对象、可扩展性强等优点而在数据科学领域得到广泛应用。在Python中，连接和操作数据库是非常常见的任务，Python提供了多种连接数据库的接口，本文将详细介绍Python连接和操作数据库的方法和技巧。

一、Python连接数据库的方法

Python连接数据库的方法有很多，根据不同的数据库类型，采用不同的连接方式。下面介绍几种常见的Python连接数据库的方法。

1. MySQL数据库

MySQL是一种常用的关系型数据库，Python提供了多种连接MySQL的接口，包括Python DB API、MySQLdb、pymysql等。其中，Python DB API是Python标准库提供的一种通用的数据库访问接口，可以连接各种类型的数据库。MySQLdb是Python的一个MySQL的接口，是Python的一个第三方库。而pymysql是一种Python对MySQL数据库的接口，与MySQLdb功能相似。

（1）Python DB API连接MySQL

Python DB API是Python标准库提供的一种通用的数据库访问接口，支持连接各种类型的数据库，包括MySQL。使用Python DB API连接MySQL的代码如下所示：

import mysql.connector

mydb = mysql.connector.connect(
    host="localhost",
    user="yourusername",
    password="yourpassword",
    database="mydatabase"
)

mycursor = mydb.cursor()

mycursor.execute("SELECT * FROM customers")

myresult = mycursor.fetchall()

for x in myresult:
    print(x)

上面的代码首先导入mysql.connector模块，然后使用connect方法连接到MySQL数据库。其中，host、user、password、database是连接MySQL的必要参数。之后，创建一个游标对象，使用execute方法执行SQL语句，再使用fetchall方法获取执行结果。

（2）MySQLdb连接MySQL

MySQLdb是Python的一个MySQL的接口，是Python的一个第三方库。使用MySQLdb连接MySQL的代码如下所示：

import MySQLdb

db = MySQLdb.connect(host="localhost", user="yourusername",
                     passwd="yourpassword", db="mydatabase")

cursor = db.cursor()

cursor.execute("SELECT * FROM customers")

data = cursor.fetchall()

for row in data:
    print(row)

上面的代码首先导入MySQLdb模块，然后使用connect方法连接到MySQL数据库。其中，host、user、passwd、db是连接MySQL的必要参数。之后，创建一个游标对象，使用execute方法执行SQL语句，再使用fetchall方法获取执行结果。

（3）pymysql连接MySQL

pymysql是一种Python对MySQL数据库的接口，与MySQLdb功能相似。使用pymysql连接MySQL的代码如下所示：

import pymysql

conn = pymysql.connect(host="localhost", user="yourusername",
                       passwd="yourpassword", db="mydatabase")

cur = conn.cursor()

cur.execute("SELECT * FROM customers")

res = cur.fetchall()

for row in res:
    print(row)

上面的代码首先导入pymysql模块，然后使用connect方法连接到MySQL数据库。其中，host、user、passwd、db是连接MySQL的必要参数。之后，创建一个游标对象，使用execute方法执行SQL语句，再使用fetchall方法获取执行结果。

1. SQLite数据库

SQLite是一种轻量级的关系型数据库，适合小型应用程序。Python自带了一个SQLite模块，可以直接使用Python操作SQLite数据库。

使用Python连接SQLite数据库的代码如下所示：

import sqlite3

conn = sqlite3.connect('mydatabase.db')
print("Opened database successfully");

conn.execute('''CREATE TABLE COMPANY
       (ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL,
       NAME           TEXT    NOT NULL,
       AGE            INT     NOT NULL,
       ADDRESS        CHAR(50),
       SALARY         REAL);''')
print("Table created successfully");

conn.close()

上面的代码首先导入sqlite3模块，然后使用connect方法连接到SQLite数据库。之后，使用execute方法执行SQL语句，创建一个Company表格。最后，使用close方法关闭数据库连接。

1. MongoDB数据库

MongoDB是一种非关系型数据库，以文档的方式存储数据，在Python中连接MongoDB需要使用第三方库pymongo。下面的代码演示了如何使用Python连接MongoDB数据库。

import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")

mydb = myclient["mydatabase"]

mycol = mydb["customers"]

mydict = {"name": "John", "address": "Highway 37"}

x = mycol.insert_one(mydict)

print(x.inserted_id)

上面的代码首先导入pymongo模块，然后使用MongoClient方法连接到MongoDB数据库。其中，mongodb://localhost:27017/表示连接本地的MongoDB数据库。之后，使用mydb方法创建一个数据库对象，使用mycol方法创建一个集合对象。最后，使用insert_one方法向集合中插入一个文档。

二、Python操作数据库内容的方法

Python连接数据库后，就可以使用Python操作数据库内的内容。常见的操作包括插入、删除、修改和查询。下面介绍使用Python操作数据库内内容的方法。

1. 插入数据

插入数据是向数据库中添加新数据的过程。使用Python向数据库插入数据的代码如下所示：

import mysql.connector

mydb = mysql.connector.connect(
    host="localhost",
    user="yourusername",
    password="yourpassword",
    database="mydatabase"
)

mycursor = mydb.cursor()

sql = "INSERT INTO customers (name, address) VALUES (%s, %s)"
val = ("John", "Highway 21")
mycursor.execute(sql, val)

mydb.commit()

print(mycursor.rowcount, "record inserted.")

上面的代码首先连接到MySQL数据库，使用execute方法执行SQL语句。其中，使用%作为占位符，使用val表示插入的数据。使用commit方法保存更改，使用rowcount方法获取受影响的行数。

1. 删除数据

删除数据是删除数据库中的数据的过程。使用Python删除数据库中的数据的代码如下所示：

import mysql.connector

mydb = mysql.connector.connect(
    host="localhost",
    user="yourusername",
    password="yourpassword",
    database="mydatabase"
)

mycursor = mydb.cursor()

sql = "DELETE FROM customers WHERE address = 'Highway 21'"

mycursor.execute(sql)

mydb.commit()

print(mycursor.rowcount, "record(s) deleted")

上面的代码首先连接到MySQL数据库，使用execute方法执行SQL语句。其中，使用WHERE子句指定删除的条件。使用commit方法保存更改，使用rowcount方法获取受影响的行数。

1. 修改数据

修改数据是修改数据库中的数据的过程。使用Python修改数据库中的数据的代码如下所示：

import mysql.connector

mydb = mysql.connector.connect(
    host="localhost",
    user="yourusername",
    password="yourpassword",
    database="mydatabase"
)

mycursor = mydb.cursor()

sql = "UPDATE customers SET address = 'Canyon 123' WHERE address = 'Highway 37'"

mycursor.execute(sql)

mydb.commit()

print(mycursor.rowcount, "record(s) affected")

上面的代码首先连接到MySQL数据库，使用execute方法执行SQL语句。其中，使用SET子句指定修改的内容，使用WHERE子句指定修改的条件。使用commit方法保存更改，使用rowcount方法获取受影响的行数。

1. 查询数据

查询数据是从数据库中获取数据的过程。使用Python查询数据库中的数据的代码如下所示：

import mysql.connector

mydb = mysql.connector.connect(
    host="localhost",
    user="yourusername",
    password="yourpassword",
    database="mydatabase"
)

mycursor = mydb.cursor()

mycursor.execute("SELECT * FROM customers")

myresult = mycursor.fetchall()

for x in myresult:
    print(x)

上面的代码首先连接到MySQL数据库，使用execute方法执行SQL语句。使用fetchall方法获取执行结果。最后，使用循环遍历输出查询结果。

三、Python操作数据库的注意事项

在Python连接和操作数据库时，需要注意以下几点：