Python第十三课：数据库交互|信息帝国的基石

🎯 本节目标 理解SQL与NoSQL的核心差异掌握SQL基础语法与设计范式学会使用ORM简化数据库操作开发实战项目：电商订单系统掌握索引优化与事务管理

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1️⃣ 数据库理论基石（先懂原理再写代码）

💡 数据库类型对比

📚 生活化比喻： SQL → 图书馆的索引目录（严格分类NoSQL → 创意市集的摊位（自由灵活）

🔑 关系型数据库三大范式

原子性：每列不可再分（如"姓名"应拆分为"姓"和"名"）唯一依赖：所有字段必须完全依赖主键消除传递依赖：非主键字段间不能有依赖关系

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2️⃣ SQL语法精要（结构化查询语言

*📜 基础操作四象限 **🔗 多表联查示例

SELECT orders.id, users.name, products.title FROM orders JOIN users ON orders.user_id = users.id JOIN products ON orders.product_id = products.id WHERE orders.status = 'paid'; 3️⃣ ORM魔法：用Python操作数据库

✨ SQLAlchemy核心用法

from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String from sqlalchemy.orm import declarative_base, sessionmaker # 定义基类 Base = declarative_base() # 声明数据模型 class User(Base): __tablename__ = 'users' id = Column(Integer, primary_key=True) name = Column(String(50)) email = Column(String(100)) # 初始化数据库连接 engine = create_engine('sqlite:///mydatabase.db') Base.metadata.create_all(engine) # 创建会话 Session = sessionmaker(bind=engine) session = Session() # 增删改查操作示例 new_user = User(name='王小明', email='wang@example ') session.add(new_user) session mit() # 查询操作 users = session.query(User).filter(User.name.like('王%')).all() 4️⃣ 实战项目：电商订单系统

📦 数据库设计

class Product(Base): __tablename__ = 'products' id = Column(Integer, primary_key=True) title = Column(String(100)) price = Column(Float) stock = Column(Integer) class Order(Base): __tablename__ = 'orders' id = Column(Integer, primary_key=True) user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id')) product_id = Column(Integer, ForeignKey('products.id')) quantity = Column(Integer) status = Column(String(20))

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⚙️ 事务处理示例

def place_order(user_id, product_id, quantity): try: # 开启事务 product = session.query(Product).get(product_id) if product.stock < quantity: raise ValueError("库存不足") # 扣减库存 product.stock -= quantity # 创建订单 new_order = Order( user_id=user_id, product_id=product_id, quantity=quantity, status='pending' ) session.add(new_order) # 提交事务 session mit() return "下单成功" except Exception as e: session.rollback() return f"下单失败：{str(e)}"

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📚 知识图谱 数据库优化三叉戟： ┌──────────────┬───────────────────────────┐ | 技术 | 作用 | ├──────────────┼───────────────────────────┤ | 索引 | 加速数据检索（类似书籍目录） | | 事务 | 保证ACID特性（原子性/一致性等）| | 缓存 | 减少数据库压力（Redis/Memcached）| └──────────────┴───────────────────────────┘ ACID原则： - **原子性**（Atomicity）：事务要么全完成，要么全不完成 - **一致性**（Consistency）：事务保持数据库整体逻辑不变 - **隔离性**（Isolation）：并发事务互不干扰 - **持久性**（Durability）：事务提交后永久生效

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🛠️ 课后挑战 为订单系统添加优惠券功能（需考虑过期时间与使用限制）实现商品分页查询接口（LIMIT/OFFSET使用索引优化百万级用户表的手机号查询 💡 参考答案提示： # 创建索引示例 from sqlalchemy import Index Index('idx_user_phone', User.phone) # 分页查询 def get_products(page=1, per_page=10): return session.query(Product)\ .limit(per_page)\ .offset((page-1)*per_page)\ .all() 🚀 下节剧透：《数据可视化：信息炼金术》

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