python中如何连接数据库

Python中连接数据库的方法有很多：使用SQLite、使用MySQL、使用PostgreSQL、使用SQLAlchemy。

在数据库编程中，一个常见的需求是从Python程序中连接到数据库，并执行一些SQL查询。Python提供了多种方式来连接不同类型的数据库。以下是这些方法的详细介绍。

一、使用SQLite

SQLite是一个轻量级的、嵌入式的SQL数据库引擎，适用于小型应用程序或开发阶段的测试。它是Python标准库的一部分，因此无需安装任何额外的库。

import sqlite3

def connect_to_sqlite(db_name):
    try:
        conn = sqlite3.connect(db_name)
        print("Successfully connected to SQLite")
        return conn
    except sqlite3.Error as error:
        print("Error while connecting to SQLite", error)
def create_table(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
                      id INTEGER PRIMARY KEY,
                      name TEXT NOT NULL,
                      age INTEGER NOT NULL);''')
    conn.commit()
def insert_data(conn, name, age):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)", (name, age))
    conn.commit()
def query_data(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users")
    rows = cursor.fetchall()
    for row in rows:
        print(row)
if __name__ == "__main__":
    conn = connect_to_sqlite("test.db")
    create_table(conn)
    insert_data(conn, 'John Doe', 29)
    query_data(conn)
    conn.close()

SQLite的优势在于其零配置、轻量级和嵌入式，但它不适用于大型应用程序或高并发访问的场景。

二、使用MySQL

MySQL是一种流行的关系型数据库管理系统，广泛用于各种应用程序。要连接到MySQL数据库，你需要安装mysql-connector-python或pymysql库。

1. 使用mysql-connector-python：

import mysql.connector

def connect_to_mysql(host, user, password, database):
    try:
        conn = mysql.connector.connect(
            host=host,
            user=user,
            password=password,
            database=database
        )
        print("Successfully connected to MySQL")
        return conn
    except mysql.connector.Error as error:
        print("Error while connecting to MySQL", error)
def create_table(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
                      id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
                      name VARCHAR(255) NOT NULL,
                      age INT NOT NULL);''')
    conn.commit()
def insert_data(conn, name, age):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES (%s, %s)", (name, age))
    conn.commit()
def query_data(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users")
    rows = cursor.fetchall()
    for row in rows:
        print(row)
if __name__ == "__main__":
    conn = connect_to_mysql("localhost", "root", "password", "test_db")
    create_table(conn)
    insert_data(conn, 'Jane Doe', 25)
    query_data(conn)
    conn.close()

2. 使用PyMySQL：

import pymysql

def connect_to_mysql(host, user, password, database):
    try:
        conn = pymysql.connect(
            host=host,
            user=user,
            password=password,
            database=database
        )
        print("Successfully connected to MySQL")
        return conn
    except pymysql.MySQLError as error:
        print("Error while connecting to MySQL", error)
def create_table(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
                      id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
                      name VARCHAR(255) NOT NULL,
                      age INT NOT NULL);''')
    conn.commit()
def insert_data(conn, name, age):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES (%s, %s)", (name, age))
    conn.commit()
def query_data(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users")
    rows = cursor.fetchall()
    for row in rows:
        print(row)
if __name__ == "__main__":
    conn = connect_to_mysql("localhost", "root", "password", "test_db")
    create_table(conn)
    insert_data(conn, 'Jane Doe', 25)
    query_data(conn)
    conn.close()

三、使用PostgreSQL

PostgreSQL是一种功能强大的开源对象关系型数据库系统，具有高扩展性和标准合规性。要连接到PostgreSQL数据库，你需要安装psycopg2库。

import psycopg2

def connect_to_postgresql(host, user, password, database):
    try:
        conn = psycopg2.connect(
            host=host,
            user=user,
            password=password,
            database=database
        )
        print("Successfully connected to PostgreSQL")
        return conn
    except psycopg2.Error as error:
        print("Error while connecting to PostgreSQL", error)
def create_table(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
                      id SERIAL PRIMARY KEY,
                      name VARCHAR(255) NOT NULL,
                      age INT NOT NULL);''')
    conn.commit()
def insert_data(conn, name, age):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES (%s, %s)", (name, age))
    conn.commit()
def query_data(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users")
    rows = cursor.fetchall()
    for row in rows:
        print(row)
if __name__ == "__main__":
    conn = connect_to_postgresql("localhost", "postgres", "password", "test_db")
    create_table(conn)
    insert_data(conn, 'John Smith', 35)
    query_data(conn)
    conn.close()

四、使用SQLAlchemy

SQLAlchemy是一个Python SQL工具包和对象关系映射（ORM）库，提供了一个全功能的企业级持久模型。它允许开发者使用Python对象操作数据库，而不是直接编写SQL语句。SQLAlchemy支持多种数据库，包括SQLite、MySQL、PostgreSQL等。

from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String

from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
Base = declarative_base()
class User(Base):
    __tablename__ = 'users'
    id = Column(Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
    name = Column(String, nullable=False)
    age = Column(Integer, nullable=False)
def connect_to_database(uri):
    try:
        engine = create_engine(uri)
        Base.metadata.create_all(engine)
        print("Successfully connected to the database")
        return engine
    except Exception as error:
        print("Error while connecting to the database", error)
def insert_data(engine, name, age):
    Session = sessionmaker(bind=engine)
    session = Session()
    new_user = User(name=name, age=age)
    session.add(new_user)
    session.commit()
def query_data(engine):
    Session = sessionmaker(bind=engine)
    session = Session()
    users = session.query(User).all()
    for user in users:
        print(user.id, user.name, user.age)
if __name__ == "__main__":
    engine = connect_to_database("sqlite:///test.db")
    insert_data(engine, 'Alice', 28)
    query_data(engine)

总结

Python提供了多种方式连接和操作数据库，包括SQLite、MySQL、PostgreSQL和SQLAlchemy等。每种方法都有其适用的场景和优势。SQLite适用于小型应用和开发测试，MySQL和PostgreSQL适用于生产环境下的关系型数据库操作，SQLAlchemy则提供了ORM支持，简化了数据库操作。根据具体需求选择合适的数据库和连接方式，可以有效提升开发效率和代码可维护性。

相关问答FAQs：

如何选择适合的数据库与Python连接？
在选择数据库时，需要考虑数据的结构、访问频率和并发需求。常见的数据库包括MySQL、PostgreSQL、SQLite和MongoDB等。每种数据库都有其特定的Python库，例如，使用mysql-connector-python连接MySQL，psycopg2连接PostgreSQL，或者使用sqlite3模块连接SQLite。了解各个数据库的特点和适用场景可以帮助您做出明智的选择。

使用Python连接数据库时需要安装哪些库？
连接不同类型的数据库需要安装相应的数据库驱动程序。对于MySQL，通常需要安装mysql-connector-python或PyMySQL；对于PostgreSQL，推荐使用psycopg2；而SQLite则已经内置于Python标准库中，无需额外安装。安装库的方式通常是通过pip命令，例如：pip install mysql-connector-python。

在连接数据库时，如何处理连接异常？
在与数据库建立连接时，可能会遇到各种异常情况，如网络问题、认证失败或数据库服务未启动。为了确保程序的健壮性，可以使用try...except语句捕获这些异常。例如，可以捕获OperationalError来处理连接失败的问题，并提供用户友好的错误信息或重试机制。这样不仅能提高程序的稳定性，还能提升用户体验。