SQLite是一种嵌入式关系数据库管理系统，广泛应用于轻量级数据库应用。SQLAlchemy是一个强大的Python SQL工具包和对象关系映射（ORM）库，提供了高层次和低层次的数据库访问。结合使用SQLite和SQLAlchemy，可以有效地管理和操作数据库。
本文将详细介绍如何在Python中使用SQLite和SQLAlchemy，包括以下内容：
- SQLite简介与安装
- SQLAlchemy简介与安装
- 使用SQLAlchemy连接SQLite数据库
- 定义数据库模型
- 数据库操作（增、删、改、查）
- 复杂查询
- 数据库迁移
- 实践示例：图书管理系统
一、SQLite简介与安装
SQLite是一种轻量级的关系数据库，它嵌入在应用程序中。SQLite不需要独立的服务器进程，可以直接读取和写入磁盘上的普通文件，适用于嵌入式应用、测试、开发和小型数据库应用。
在大多数情况下，SQLite已经内置在Python标准库中，因此不需要额外安装。
你可以通过以下方式检查SQLite版本：
import sqlite3 print(sqlite3.sqlite_version)
二、SQLAlchemy简介与安装
SQLAlchemy是一个Python SQL工具包和ORM库，为开发者提供了一种简单而强大的方式来操作数据库。它支持多种数据库，包括SQLite、MySQL、PostgreSQL等。
安装SQLAlchemy可以使用pip命令：
pip install SQLAlchemy
三、使用SQLAlchemy连接SQLite数据库
首先，创建一个Python脚本，并导入所需的模块：
python
複製程式碼
from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String, Sequence from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base from sqlalchemy.orm import sessionmaker
然后，使用SQLAlchemy连接SQLite数据库：
python
複製程式碼
# 创建数据库引擎 engine = create_engine('sqlite:///example.db', echo=True) # 创建基类 Base = declarative_base() # 创建数据库会话 Session = sessionmaker(bind=engine) session = Session()
四、定义数据库模型
在SQLAlchemy中，数据库模型是由类定义的，每个类代表数据库中的一张表。以下是一个定义用户表的示例：
class User(Base): __tablename__ = 'users' id = Column(Integer, Sequence('user_id_seq'), primary_key=True) name = Column(String(50)) age = Column(Integer) def __repr__(self): return f"<User(name='{self.name}', age='{self.age}')>" # 创建所有表 Base.metadata.create_all(engine)
五、数据库操作（增、删、改、查）
插入数据
使用SQLAlchemy插入数据非常简单：
# 创建新用户 new_user = User(name='Alice', age=25) # 添加到会话 session.add(new_user) # 提交会话 session.commit()
查询数据
使用SQLAlchemy查询数据：
# 查询所有用户 users = session.query(User).all() for user in users: print(user) # 查询特定用户 user = session.query(User).filter_by(name='Alice').first() print(user)
更新数据
更新数据同样简单：
# 更新用户年龄 user = session.query(User).filter_by(name='Alice').first() user.age = 26 session.commit()
删除数据
删除数据如下：
# 删除用户 user = session.query(User).filter_by(name='Alice').first() session.delete(user) session.commit()
六、复杂查询
SQLAlchemy支持复杂的查询，如联接、子查询等。以下是一些示例：
联接查询
假设我们有另一个表Address，其结构如下：
class Address(Base): __tablename__ = 'addresses' id = Column(Integer, Sequence('address_id_seq'), primary_key=True) email = Column(String(100)) user_id = Column(Integer) def __repr__(self): return f"<Address(email='{self.email}')>" # 创建所有表 Base.metadata.create_all(engine)
联接查询如下：
from sqlalchemy.orm import relationship class User(Base): __tablename__ = 'users' id = Column(Integer, Sequence('user_id_seq'), primary_key=True) name = Column(String(50)) age = Column(Integer) addresses = relationship('Address', backref='user') class Address(Base): __tablename__ = 'addresses' id = Column(Integer, Sequence('address_id_seq'), primary_key=True) email = Column(String(100)) user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id')) # 查询用户及其地址 results = session.query(User).join(Address).filter(User.name == 'Alice').all() for user in results: print(user) for address in user.addresses: print(address)
七、数据库迁移
数据库模式的变化需要进行数据库迁移。SQLAlchemy没有内置的迁移工具，但可以使用Alembic来管理迁移。首先安装Alembic：
pip install alembic
初始化Alembic：
alembic init alembic
配置Alembic连接到你的数据库：
编辑alembic.ini文件，设置sqlalchemy.url为你的数据库URL。
生成迁移脚本：
alembic revision --autogenerate -m "create users and addresses tables"
应用迁移：
alembic upgrade head
八、实践示例：图书管理系统
最后，我们通过一个完整的实践示例来展示如何使用SQLite和SQLAlchemy构建一个简单的图书管理系统。
定义模型
首先，定义两个模型：Author和Book。
class Author(Base): __tablename__ = 'authors' id = Column(Integer, primary_key=True) name = Column(String) class Book(Base): __tablename__ = 'books' id = Column(Integer, primary_key=True) title = Column(String) author_id = Column(Integer, ForeignKey('authors.id')) author = relationship('Author', backref='books') Base.metadata.create_all(engine)
插入数据
插入一些作者和书籍数据：
# 插入作者 author1 = Author(name='J.K. Rowling') author2 = Author(name='J.R.R. Tolkien') # 插入书籍 book1 = Book(title='Harry Potter and the Philosopher\'s Stone', author=author1) book2 = Book(title='The Hobbit', author=author2) # 添加到会话并提交 session.add_all([author1, author2, book1, book2]) session.commit()
查询数据
查询所有书籍及其作者：
books = session.query(Book).all() for book in books: print(f"{book.title} by {book.author.name}")
更新数据
更新书籍标题：
book = session.query(Book).filter_by(title='The Hobbit').first() book.title = 'The Hobbit: There and Back Again' session.commit()
删除数据
删除一个作者：
author = session.query(Author).filter_by(name='J.K. Rowling').first() session.delete(author) session.commit()
总结
通过本文，我们学习了如何在Python中使用SQLite和SQLAlchemy来管理和操作数据库。从创建数据库连接、定义模型、执行基本数据库操作，到复杂查询和数据库迁移，我们涵盖了SQLAlchemy的核心功能。最后，通过一个完整的图书管理系统示例，展示了如何在实际应用中使用这些知识。
无论是简单的项目还是复杂的应用，SQLAlchemy都提供了强大的功能和灵活性，使得操作数据库变得更加简单和高效。希望本文对你理解和使用SQLite与SQLAlchemy有所帮助。
