Python 中的 SQLite3：轻量级数据库操作全攻略

Python 中的 SQLite3：轻量级数据库操作全攻略

在 Python 开发中，处理数据存储与管理是常见需求。SQLite 作为一款轻量级的数据库，无需单独的服务器进程，以文件形式存储数据，非常适合小型项目和嵌入式系统。Python 的 sqlite3 模块提供了与 SQLite 数据库交互的接口，使开发者能够方便地进行数据库操作。本文将结合 Python 官方文档（https://docs.python.org/zh-cn/3.12/library/sqlite3.html），详细讲解 sqlite3 模块的使用，涵盖基础概念、连接数据库、执行 SQL 语句、事务处理等内容，帮助你全面掌握这一实用工具。

一、SQLite3 基础概念

（一）什么是 SQLite

SQLite 是一个开源的嵌入式关系型数据库管理系统，它将整个数据库存储在一个单一的跨平台文件中。SQLite 具有零配置、无需服务器、轻量级、高性能等特点，广泛应用于移动应用、嵌入式系统和小型桌面应用等场景。

（二）Python 的 sqlite3 模块

sqlite3 是 Python 标准库中的一个模块，它提供了一个符合 DB - API 2.0 规范的接口，用于与 SQLite 数据库进行交互。通过 sqlite3 模块，开发者可以在 Python 代码中方便地创建数据库、执行 SQL 语句、管理事务等。

（三）与其他数据库模块的比较

数据库模块	特点	适用场景
sqlite3	轻量级，无需服务器，以文件形式存储数据，操作简单	小型项目、嵌入式系统、移动应用，对数据量和并发要求不高的场景
mysql - connector - python	需要独立的服务器进程，支持高并发和大数据量，功能强大	企业级 Web 应用、大型数据管理系统，对性能和功能要求较高的场景
psycopg2	用于连接 PostgreSQL 数据库，支持复杂查询和高级特性	需要使用 PostgreSQL 数据库的专业应用，如地理信息系统、数据仓库等

二、连接 SQLite 数据库

（一）使用 connect() 方法

要与 SQLite 数据库进行交互，首先需要建立连接。可以使用 sqlite3.connect() 方法来创建一个数据库连接对象。如果指定的数据库文件不存在，该方法会自动创建一个新的数据库文件。示例代码如下：

import sqlite3

# 连接到 SQLite 数据库（如果数据库文件不存在，会自动创建）
conn = sqlite3.connect('example.db')

（二）创建游标对象

连接成功后，需要创建一个游标对象。游标用于执行 SQL 语句并处理结果。可以使用连接对象的 cursor() 方法创建游标对象。示例代码如下：

# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()

三、执行 SQL 语句

（一）创建表

可以使用 CREATE TABLE 语句在数据库中创建表。以下是一个创建 users 表的示例：

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

（二）插入数据

使用 INSERT INTO 语句向表中插入数据。可以使用占位符（?）来防止 SQL 注入攻击。示例代码如下：

# 插入单条数据
name = 'John'
age = 25
cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?,?)', (name, age))

# 插入多条数据
users = [('Alice', 30), ('Bob', 22)]
cursor.executemany('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?,?)', users)

（三）查询数据

使用 SELECT 语句从表中查询数据。查询结果可以通过游标对象的 fetchone()、fetchmany() 或 fetchall() 方法获取。示例代码如下：

# 查询所有数据
cursor.execute('SELECT * FROM users')
all_users = cursor.fetchall()
for user in all_users:
    print(user)

# 查询单条数据
cursor.execute('SELECT * FROM users WHERE id = 1')
single_user = cursor.fetchone()
print(single_user)

（四）更新数据

使用 UPDATE 语句更新表中的数据。示例代码如下：

# 更新数据
new_age = 26
user_id = 1
cursor.execute('UPDATE users SET age =? WHERE id =?', (new_age, user_id))

（五）删除数据

使用 DELETE 语句从表中删除数据。示例代码如下：

# 删除数据
user_id = 2
cursor.execute('DELETE FROM users WHERE id =?', (user_id,))

四、事务处理

（一）事务的概念

事务是一组不可分割的数据库操作序列，要么全部执行成功，要么全部失败回滚。在 SQLite 中，默认情况下，每个 SQL 语句都是一个单独的事务。可以使用 BEGIN、COMMIT 和 ROLLBACK 语句来管理事务。

（二）Python 中的事务处理

在 sqlite3 模块中，可以使用连接对象的 commit() 和 rollback() 方法来提交或回滚事务。示例代码如下：

try:
    # 开始事务
    conn.execute('BEGIN')
    # 执行一系列 SQL 语句
    cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?,?)', ('Eve', 28))
    cursor.execute('UPDATE users SET age = 31 WHERE name =?', ('Alice',))
    # 提交事务
    conn.commit()
except Exception as e:
    # 回滚事务
    conn.rollback()
    print(f"Transaction failed: {e}")

五、关闭数据库连接

在完成数据库操作后，需要关闭游标对象和数据库连接，以释放资源。示例代码如下：

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

六、自定义数据类型和转换器

（一）自定义数据类型

SQLite 本身支持有限的数据类型，但可以通过自定义数据类型来存储更复杂的数据。在 sqlite3 模块中，可以使用 register_adapter() 和 register_converter() 函数来实现自定义数据类型的存储和读取。示例代码如下：

import sqlite3

# 自定义数据类型
class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

# 适配器函数，将 Point 对象转换为字节类型
def adapt_point(point):
    return f"{point.x},{point.y}".encode()

# 转换器函数，将字节类型转换为 Point 对象
def convert_point(s):
    x, y = map(int, s.decode().split(','))
    return Point(x, y)

# 注册适配器和转换器
sqlite3.register_adapter(Point, adapt_point)
sqlite3.register_converter("POINT", convert_point)

# 连接数据库并使用自定义数据类型
conn = sqlite3.connect(':memory:', detect_types=sqlite3.PARSE_DECLTYPES)
cursor = conn.cursor()
cursor.execute('CREATE TABLE points (p POINT)')
p = Point(1, 2)
cursor.execute('INSERT INTO points (p) VALUES (?)', (p,))
cursor.execute('SELECT p FROM points')
result = cursor.fetchone()[0]
print(result.x, result.y)

总结

sqlite3 模块为 Python 开发者提供了一个方便、高效的方式来与 SQLite 数据库进行交互。通过建立连接、执行 SQL 语句、管理事务和处理自定义数据类型等操作，可以满足各种小型项目的数据存储需求。在使用过程中，要注意 SQL 注入安全问题，合理管理事务以保证数据的一致性，并且及时关闭数据库连接以释放资源。

TAG： Python、sqlite3 模块、SQLite 数据库、数据库操作、事务处理

相关学习资源

1. Python 官方文档：https://docs.python.org/zh-cn/3.12/library/sqlite3.html
   提供了 sqlite3 模块的详细文档，包括函数定义、使用方法、示例代码等，是学习 sqlite3 模块的权威资料。
2. SQLite 官方网站：https://www.sqlite.org/
   包含 SQLite 数据库的详细信息、文档和教程，有助于深入了解 SQLite 的特性和使用方法。
3. 《Python 数据库编程实战》：书籍深入讲解了 Python 与各种数据库的交互，包括 sqlite3 模块的使用，通过丰富的案例帮助读者掌握数据库编程技巧。
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