数据库是数据的仓库,将大量数据按照一定的方式组织并存储起来,方便进行管理和维护,例如快速检索和统计等。数据库的主要特点:
- 以一定的方式组织、存储数据;
- 能为多个用户共享;
- 与程序彼此独立。
- ……
数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件。它对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据,数据库管理员通过DBMS进行数据库的维护工作。主要功能包括:数据定义(创建数据库、表等)、数据操纵(增删查改等)、数据库控制(并发、权限等)、数据库维护(转存、恢复等)等。
常见数据库类型
当前常见的数据库类型有:关系型数据库、键值存储数据库、面向文档数据库、图数据库等。
- 关系型数据库:当前应用最广泛的数据库类型,把复杂的数据结构归结为简单的二元关系(即二维表形式),例如MySQL、SQL Server、Oracle、SQLite等;
- 键值存储数据库:使用简单的键值方法来存储数据,其中键作为唯一标记,是一种非关系数据库,例如Redis;
- 面向文档数据库:用于存放并获取文档,主要是XML、JSON等具备自我描述特性、呈现层次结构的文档,例如MongoDB;
- 图数据库:一种存储图关系的数据库,应用图理论存储实体之间的关系信息,例如Neo4J。
关系型数据库
关系型数据库是指采用关系模型组织数据的数据库,它以行和列的形式存储数据,一系列的行和列组成了表,一组表组成了数据库。在关系模型中,实体以及实体之间的联系都会映射成统一的关系:二维表,关系型数据库操作的对象和返回的结果都是二维表。
- 关系:可以理解为一张二维表,每个关系都有一个关系名,也就是表名;
- 属性: 可以理解为二维表中的一列,在数据库中称为字段,属性名就是表中的列名;
- 域:属性值的取值范围,数据库中某一列的取值范围;
- 元组:可以理解为二维表中的一行,在数据库中称为记录;
- 分量:元组中的一个属性值;
- 关键字:可以唯一标识元组的属性或属性组,数据库中称为主键。
SQLite数据库
SQLite是一个轻量级的关系型数据库,SQLite并没有包含大型客户/服务器数据库(如Oracle、SQL Server)的所有特性,但它包含了操作本地数据的所有功能,简单易用、反应快。
SQLite本质上就是一个文件,内部只支持 NULL、INTEGER、REAL(浮点数)、TEXT(字符串文本)和BLOB(二进制对象)这五种数据类型,但实际上SQLite也接受varchar(n)等数据类型,只不过在运算或保存时会转成上面对应的数据类型。
在SQLite中可以把各种类型的数据保存到任何字段中,而不用关心字段声明的数据类型是什么。因此SQLite在解析建表语句时,会忽略建表语句中跟在字段名后面的数据类型信息。
结构化查询语言SQL
结构化查询语言(Structured Query Language 简称SQL ),是一种特殊的编程语言,主要用于关系型数据库的操作,包括数据存取、查询、更新和管理等。
SQL语言是一种高级的非过程化编程语言,用户使用SQL对数据操作时,并不需要知道数据的存储方式和操作细节。不同的关系型数据库底层存储方式不同,但是可以使用相同的SQL语句进行操作,对于用户来说,操作方式类似,可以快速在不同的数据库上进行移植。
SQL语言不仅可独立使用,还可嵌入到其他高级语言(如Java、Python等)中,两种方式下SQL语法结构基本一致,为用户提供了极大的灵活性和便利性。
创建数据库表时,使用create table,删除表时,使用drop table,建议在建表和删表前进行判断,否则创建一个已存在的表或删除不存在的表都会报错。具体语法细节如下。
从数据库中查询数据时,使用select语句,通过where子句指定查询条件,通过group by子句对查询结果进行分组,通过order by子句对查询结果进行排序。具体语法细节如下:
向数据库表中插入内容时,使用insert into语句。可以指定字段以及对应的值,字段和值的顺序需一一对应。当省略字段时,表示按照数据库表中字段的顺序插入相应的值。
更新数据库表中的内容时,使用update语句,可以通过where子句指定需要更新的记录,否则更新所有记录;删除数据库表中的内容时,使用delete语句,可以通过where子句指定需要删除的记录,否则删除所有记录,但是并不会删除表结构,注意和drop table之间的区别。
Python DB-API规范
Python提供了一个标准数据库API,称为DB-API,用于处理基于SQL的数据库的访问和操作。
DB-API在代码与驱动程序之间提供了一个抽象层,定义了一系列必需的数据库存取方式,使得不同的数据库拥有统一的访问接口,从而可以很方便的在不同的数据库之间进行切换,而无需丢弃现有的代码。
Python操作SQLite流程
- 导入模块:sqlite3
- 连接数据库得到Connection对象:sqlite3. connect(文件名)
- 获取Cursor对象:Connection对象.cursor()
- 执行数据库的增删查改操作:Cursor对象.execute(sql语句)等
- 提交数据库操作: Connection对象. commit()
- 关闭Cursor:Cursor对象.close()
- 关闭Connection:Connection对象.close()
注意:当需要对数据库进行修改时,一定要调用commit()方法,否则不会更新数据库。
Python操作数据库案例
今日练习题
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