使用Python操作SQLite数据库：创建表及增删改查

SQLite 是一个轻量级的嵌入式数据库，广泛应用于嵌入式系统、移动应用和小型数据库系统。它的无服务器、零配置和高效能特性使其成为开发和测试过程中非常实用的数据库选择。Python 提供了内置的 sqlite3 模块，使得操作 SQLite 数据库变得简单而方便。本文将详细介绍如何使用 Python 操作 SQLite 数据库，包括创建表，以及增删改查操作。

准备工作

在开始之前，请确保你已经安装了 Python。如果还没有安装，可以从 Python 官方网站下载并安装。在安装完成后，可以通过命令行输入 python --version 检查 Python 是否已成功安装。

什么是SQLite？

SQLite 是一个 C 语言库，它实现了一个小型、快速、全功能、自包含的 SQL 数据库引擎。与其他数据库系统不同，SQLite 是无服务器的，这意味着它不需要一个单独的服务器进程来运行，它直接读写常规的磁盘文件。SQLite 数据库完全存储在一个单独的文件中，具备跨平台兼容性，且体积小，使用简单。

为什么选择SQLite？

嵌入式数据库：SQLite 是一个嵌入式数据库，不需要单独的服务器进程，因此非常适合嵌入式系统和移动应用。
无服务器：不需要配置和管理服务器，这大大简化了部署和维护的工作。
跨平台：SQLite 数据库文件可以在不同的操作系统之间自由移动。
高性能：在读操作多于写操作的场景下，SQLite 的性能非常高。
零配置：不需要复杂的配置文件和设置，开箱即用。

连接到 SQLite 数据库

首先，我们需要连接到 SQLite 数据库。我们可以使用 sqlite3 模块提供的 connect 函数来创建一个数据库连接。如果数据库文件不存在，sqlite3 会自动创建一个新的数据库文件。

import sqlite3# 连接到 SQLite 数据库（如果数据库文件不存在，会自动创建一个新的数据库文件）
conn = sqlite3.connect('example.db')# 创建一个游标对象
cursor = conn.cursor()

在上面的代码中，我们首先导入了 sqlite3 模块，然后使用 connect 函数连接到一个名为 example.db 的数据库。如果该数据库文件不存在，sqlite3 会自动创建它。接下来，我们创建了一个游标对象，游标对象用于执行 SQL 语句并获取结果。

创建表

在 SQLite 中，表是数据库的基本结构，用于存储数据。我们以创建一个名为 users 的表为例，该表包含 id、name 和 age 三个字段。

# 创建表
cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INTEGER PRIMARY KEY,name TEXT NOT NULL,age INTEGER NOT NULL)
''')# 提交更改
conn.commit()

解释创建表的SQL语句

在上面的代码中，我们使用了一个 CREATE TABLE 语句来创建 users 表。下面是该语句的详细解释：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS users：这部分语句的意思是创建一个名为 users 的表，如果该表不存在的话。如果该表已经存在，则不会执行任何操作。
id INTEGER PRIMARY KEY：这部分定义了一个名为 id 的列，数据类型为 INTEGER，并且它是主键（PRIMARY KEY）。主键是表中的唯一标识符，每个表只能有一个主键。
name TEXT NOT NULL：这部分定义了一个名为 name 的列，数据类型为 TEXT，并且它不能为 NULL（NOT NULL）。
age INTEGER NOT NULL：这部分定义了一个名为 age 的列，数据类型为 INTEGER，并且它不能为 NULL（NOT NULL）。

执行完 CREATE TABLE 语句后，我们使用 conn.commit() 提交更改。commit 方法用于提交当前事务的所有更改，如果没有调用 commit，这些更改将不会保存到数据库中。

插入数据

插入数据是数据库操作中非常常见的操作之一。我们可以使用 INSERT INTO 语句向表中插入数据。

# 插入数据
cursor.execute('''INSERT INTO users (name, age)VALUES ('Alice', 25)
''')cursor.execute('''INSERT INTO users (name, age)VALUES ('Bob', 30)
''')# 提交更改
conn.commit()

解释插入数据的SQL语句

在上面的代码中，我们使用了两个 INSERT INTO 语句向 users 表中插入数据。下面是该语句的详细解释：

INSERT INTO users (name, age)：这部分语句的意思是向 users 表中插入数据，插入的数据列为 name 和 age。
VALUES ('Alice', 25)：这部分语句的意思是插入的数据值为 Alice 和 25，对应 name 和 age 列。
同样地，第二个 INSERT INTO 语句插入的数据值为 Bob 和 30。

执行完 INSERT INTO 语句后，我们使用 conn.commit() 提交更改。

查询数据

查询数据是数据库操作中最常见的操作之一。我们可以使用 SELECT 语句来查询 users 表中的所有数据。

# 查询数据
cursor.execute('SELECT * FROM users')# 获取查询结果
rows = cursor.fetchall()for row in rows:print(row)

解释查询数据的SQL语句

在上面的代码中，我们使用了一个 SELECT 语句来查询 users 表中的所有数据。下面是该语句的详细解释：

SELECT * FROM users：这部分语句的意思是查询 users 表中的所有列（* 表示所有列）。

执行完 SELECT 语句后，我们使用 cursor.fetchall() 方法获取查询结果。fetchall 方法返回一个包含所有结果行的列表。接下来，我们使用一个 for 循环遍历结果行，并打印每一行的数据。

更新数据

更新数据是数据库操作中另一个常见的操作。我们可以使用 UPDATE 语句来更新表中的数据。例如，我们将用户 Alice 的年龄更新为 26。

# 更新数据
cursor.execute('''UPDATE usersSET age = 26WHERE name = 'Alice'
''')# 提交更改
conn.commit()

解释更新数据的SQL语句

在上面的代码中，我们使用了一个 UPDATE 语句来更新 users 表中的数据。下面是该语句的详细解释：

UPDATE users：这部分语句的意思是更新 users 表中的数据。
SET age = 26：这部分语句的意思是将 age 列的值更新为 26。
WHERE name = 'Alice'：这部分语句的意思是仅更新 name 列的值为 Alice 的行。

执行完 UPDATE 语句后，我们使用 conn.commit() 提交更改。

删除数据

删除数据是数据库操作中另一个常见的操作。我们可以使用 DELETE 语句从表中删除数据。例如，我们删除名为 Bob 的用户。

# 删除数据
cursor.execute('''DELETE FROM usersWHERE name = 'Bob'
''')# 提交更改
conn.commit()

解释删除数据的SQL语句

在上面的代码中，我们使用了一个 DELETE 语句从 users 表中删除数据。下面是该语句的详细解释：

DELETE FROM users：这部分语句的意思是从 users 表中删除数据。
WHERE name = 'Bob'：这部分语句的意思是仅删除 name 列的值为 Bob 的行。

执行完 DELETE 语句后，我们使用 conn.commit() 提交更改。

关闭数据库连接

操作完成后，记得关闭游标和数据库连接。

# 关闭游标
cursor.close()# 关闭数据库连接
conn.close()

在上面的代码中，我们首先关闭了游标对象，然后关闭了数据库连接。关闭游标和连接是一个良好的编程习惯，它可以释放数据库资源，并确保数据的完整性。

完整示例代码

以下是上述所有操作的完整示例代码：

import sqlite3# 连接到 SQLite 数据库
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()# 创建表
cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INTEGER PRIMARY KEY,name TEXT NOT NULL,age INTEGER NOT NULL)
''')
conn.commit()# 插入数据
cursor.execute('''INSERT INTO users (name, age)VALUES ('Alice', 25)
''')
cursor.execute('''INSERT INTO users (name, age)VALUES ('Bob', 30)
''')
conn.commit()# 查询数据
cursor.execute('SELECT * FROM users')
rows = cursor.fetchall()
for row in rows:print(row)# 更新数据
cursor.execute('''UPDATE usersSET age = 26WHERE name = 'Alice'
''')
conn.commit()# 删除数据
cursor.execute('''DELETE FROM usersWHERE name = 'Bob'
''')
conn.commit()# 关闭游标和数据库连接
cursor.close()
conn.close()

深入理解

为了更好地理解上述代码，让我们详细解释一些关键概念和操作。

数据库连接

在任何数据库操作中，首先需要建立数据库连接。数据库连接是数据库客户端与数据库服务器之间的通信通道。对于 SQLite，这个连接是一个到数据库文件的连接。

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

这里的 example.db 是数据库文件的名称。如果该文件不存在，sqlite3 会自动创建它。

游标对象

游标对象是数据库操作的基础。它用于执行 SQL 语句，并在执行后获取结果。

cursor = conn.cursor()

创建表

表是数据库的基本结构，用于存储数据。创建表时，需要定义表的名称和列的结构。

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

插入数据

插入数据是向表中添加新记录的操作。

cursor.execute('''INSERT INTO users (name, age)VALUES ('Alice', 25)
''')

查询数据

查询数据是从表中获取数据的操作。

cursor.execute('SELECT * FROM users')
rows = cursor.fetchall()
for row in rows:print(row)

更新数据

更新数据是修改表中已有记录的操作。

cursor.execute('''UPDATE usersSET age = 26WHERE name = 'Alice'
''')

删除数据

删除数据是从表中删除记录的操作。

cursor.execute('''DELETE FROM usersWHERE name = 'Bob'
''')

提交更改

所有对数据库的更改都需要提交，以便保存这些更改。

conn.commit()

关闭连接

在完成所有操作后，关闭游标和数据库连接是一个良好的习惯。

cursor.close()
conn.close()

高级操作

参数化查询

为了防止 SQL 注入攻击，建议使用参数化查询。参数化查询通过将 SQL 语句和参数分开来避免 SQL 注入。

name = 'Charlie'
age = 35
cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)', (name, age))
conn.commit()

批量插入

如果需要插入大量数据，可以使用批量插入操作。批量插入可以显著提高插入操作的效率。

users = [('Dave', 40),('Eve', 45),('Frank', 50)
]
cursor.executemany('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)', users)
conn.commit()

事务处理

事务处理是指一组数据库操作要么全部成功，要么全部失败。在 SQLite 中，可以通过 BEGIN TRANSACTION、COMMIT 和 ROLLBACK 来实现事务处理。

try:cursor.execute('BEGIN TRANSACTION')cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)', ('Grace', 55))cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)', ('Hank', 60))conn.commit()
except sqlite3.Error as e:conn.rollback()print(f'Error occurred: {e}')

索引

索引是数据库中的一个重要概念。索引可以加速查询操作，但会减慢插入、更新和删除操作。在创建索引时，需要根据实际情况权衡利弊。

cursor.execute('CREATE INDEX idx_name ON users (name)')
conn.commit()

视图

视图是一个虚拟表，它是基于 SQL 查询结果的。视图可以简化复杂查询，并提供额外的安全层。

cursor.execute('CREATE VIEW user_view AS SELECT name, age FROM users WHERE age > 30')
cursor.execute('SELECT * FROM user_view')
rows = cursor.fetchall()
for row in rows:print(row)

触发器

触发器是一种特殊的存储过程，它在特定事件（如插入、更新或删除）发生时自动执行。

cursor.execute('''CREATE TRIGGER update_age BEFORE UPDATE ON usersFOR EACH ROWBEGINSELECT CASEWHEN NEW.age < 0 THEN RAISE (ABORT, 'Age cannot be negative')END;END;
''')
conn.commit()

在上述代码中，我们创建了一个触发器 update_age，该触发器在更新 users 表时自动执行。如果新的年龄值小于 0，则触发器会中止操作并抛出错误。

数据库备份与恢复

SQLite 具有简单且强大的备份和恢复功能。可以使用 sqlite3 模块提供的 backup 方法将数据库备份到另一个数据库文件中。

import sqlite3# 连接到源数据库
src_conn = sqlite3.connect('example.db')# 连接到目标数据库（备份数据库）
backup_conn = sqlite3.connect('backup.db')# 备份数据库
with backup_conn:src_conn.backup(backup_conn)# 关闭连接
src_conn.close()
backup_conn.close()