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6.8 与关系型数据库的交互
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问题
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你想在关系型数据库中查询、增加或删除记录。

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解决方案
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Python中表示多行数据的标准方式是一个由元组构成的序列。例如：

.. code-block:: python

    stocks = [
        ('GOOG', 100, 490.1),
        ('AAPL', 50, 545.75),
        ('FB', 150, 7.45),
        ('HPQ', 75, 33.2),
    ]

依据PEP249，通过这种形式提供数据，
可以很容易的使用Python标准数据库API和关系型数据库进行交互。
所有数据库上的操作都通过SQL查询语句来完成。每一行输入输出数据用一个元组来表示。

为了演示说明，你可以使用Python标准库中的 ``sqlite3`` 模块。
如果你使用的是一个不同的数据库(比如MySql、Postgresql或者ODBC)，
还得安装相应的第三方模块来提供支持。
不过相应的编程接口几乎都是一样的，除了一点点细微差别外。

第一步是连接到数据库。通常你要执行 ``connect()`` 函数，
给它提供一些数据库名、主机、用户名、密码和其他必要的一些参数。例如：

.. code-block:: python

    >>> import sqlite3
    >>> db = sqlite3.connect('database.db')
    >>>

为了处理数据，下一步你需要创建一个游标。
一旦你有了游标，那么你就可以执行SQL查询语句了。比如：

.. code-block:: python

    >>> c = db.cursor()
    >>> c.execute('create table portfolio (symbol text, shares integer, price real)')
    <sqlite3.Cursor object at 0x10067a730>
    >>> db.commit()
    >>>

为了向数据库表中插入多条记录，使用类似下面这样的语句：

.. code-block:: python

    >>> c.executemany('insert into portfolio values (?,?,?)', stocks)
    <sqlite3.Cursor object at 0x10067a730>
    >>> db.commit()
    >>>

为了执行某个查询，使用像下面这样的语句：

.. code-block:: python

    >>> for row in db.execute('select * from portfolio'):
    ...     print(row)
    ...
    ('GOOG', 100, 490.1)
    ('AAPL', 50, 545.75)
    ('FB', 150, 7.45)
    ('HPQ', 75, 33.2)
    >>>

如果你想接受用户输入作为参数来执行查询操作，必须确保你使用下面这样的占位符``?``来进行引用参数：

.. code-block:: python

    >>> min_price = 100
    >>> for row in db.execute('select * from portfolio where price >= ?',
                              (min_price,)):
    ...     print(row)
    ...
    ('GOOG', 100, 490.1)
    ('AAPL', 50, 545.75)
    >>>

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讨论
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在比较低的级别上和数据库交互是非常简单的。
你只需提供SQL语句并调用相应的模块就可以更新或提取数据了。
虽说如此，还是有一些比较棘手的细节问题需要你逐个列出去解决。

一个难点是数据库中的数据和Python类型直接的映射。
对于日期类型，通常可以使用 ``datetime`` 模块中的 ``datetime`` 实例，
或者可能是 ``time`` 模块中的系统时间戳。
对于数字类型，特别是使用到小数的金融数据，可以用 ``decimal`` 模块中的 ``Decimal`` 实例来表示。
不幸的是，对于不同的数据库而言具体映射规则是不一样的，你必须参考相应的文档。

另外一个更加复杂的问题就是SQL语句字符串的构造。
你千万不要使用Python字符串格式化操作符(如%)或者 ``.format()`` 方法来创建这样的字符串。
如果传递给这些格式化操作符的值来自于用户的输入，那么你的程序就很有可能遭受SQL注入攻击(参考 http://xkcd.com/327 )。
查询语句中的通配符 ``?`` 指示后台数据库使用它自己的字符串替换机制，这样更加的安全。

不幸的是，不同的数据库后台对于通配符的使用是不一样的。大部分模块使用 ``?`` 或 ``%s`` ，
还有其他一些使用了不同的符号，比如:0或:1来指示参数。
同样的，你还是得去参考你使用的数据库模块相应的文档。
一个数据库模块的 ``paramstyle`` 属性包含了参数引用风格的信息。

对于简单的数据库数据的读写问题，使用数据库API通常非常简单。
如果你要处理更加复杂的问题，建议你使用更加高级的接口，比如一个对象关系映射ORM所提供的接口。
类似 ``SQLAlchemy`` 这样的库允许你使用Python类来表示一个数据库表，
并且能在隐藏底层SQL的情况下实现各种数据库的操作。