Python學習日志15 - 初識資料庫

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Python學習日志15課 - 初識資料庫

資料庫∶資料的倉庫（集散地)，它解決了資料持久化和資料管理的問題，

持久化—>將資料從記憶體轉移到硬碟（可以長久保存資料的存盤介質)，

學習資料庫，首先當然是正確安裝、配置資料庫環境,再談然后，本文使用的是win10下的MySQL8的版本，如果您下載配置完成，給您的超級管理員賬號設好了密碼，那就讓我們開始吧，

• 關系型資料庫（本文以MySQL為例）：

  關系資料庫特點，

  • 理論基礎：關系代數，

  • 具體表象：用二維表（有行和列）組織資料，

  • 編程語言：結構化查詢語言（SQL）

    • 編程語言：SQL -> Structured Query Language -> 結構化查詢語言

      SQL是一種專門用來與資料庫通信的語言(不分大小寫)

  我們通常可以將SQL陳述句分為四類：

  • DDL (資料定義語言) —> 創建、洗掉、修改各種物件 —> create / drop / alter
  • DML (資料操作語言) —> 插入、洗掉、更新(修改)資料 —> insert / delete / update
  • DQL (資料查詢語言) —> 檢索（查詢）資料 —> select
  • DCL (資料控制語言) —> 授予或者召回用戶權限 —> grant / revoke

• 非關系型資料庫：

  • NoSQL —> No SQL —> No, SQL —> Not Only SQL
  • NewSQL —> 保存資料的方式可能完全不同于傳統的關系型資料庫，
    但是允許使用關系型資料庫的編程語言操作/獲取資料，

資料庫基本操作

登錄（進入）Mysql

? 1.PowerShell: mysql -u root -p —> 輸入密碼

• 進入指定資料庫 mysql -u 用戶名 -h Ip地址 -p —> 輸入密碼
• 也就是說連接自己的資料庫還可以寫成：
  mysql -u root -h 127.0.0.1（localhost） -p —> 密碼

? 2.MySQL Command Line Client-Unicode: 直接密碼進入

查看資料庫：

-- 查看所有的資料庫 
 show databases;
 
-- 查看所有字符集（編碼方式）
 show character set;
 
-- 查看所有的校對規則（排序）
 show collation;
 
-- 查看所有的引擎
 show engines;

創建資料庫：

創建資料庫時，我們通過default charset utf8指定了資料庫默認使用的字符集，推薦使用該字符集，因為utf8能夠支持國際化編碼，如果將來資料庫中用到的字符可能包括類似于Emoji這樣的圖片字符，也可以將默認字符集設定為utf8mb4（最大4位元組的utf-8編碼），

 create database database_name default charset utf8mb4; 

洗掉資料庫：

 drop database if exists database_name;

溫馨提示：刪庫之前請三思而后行！！！

獲取資料庫幫助：

詢問資料庫操作的操作：問題前加 ?

-- 查看show命令的幫助
	? show

-- 查看資料庫的型別
	? data types

-- 資料型別bigint的怎么使用，范圍
	? bigint

-- 浮點資料型別deciaml
	? deciaml

切換資料庫

切換到要操作的資料庫（執行操作陳述句之前都得先切換到要操作的資料庫中）：

use database_name;

溫馨提示：前期最容易忘記的就是執行切換到要操作的資料庫中，以及陳述句結尾的；號，直到；之前的陳述句換行也沒關系，遇到分號才算是一段SQL陳述句的結束，

資料庫中的資料型別：

創建好一個資料庫，為的是持久化資料，存入資料是肯定不是直接的入庫就完事了，我們需要在資料庫中創建二維表，將特定的資料放在相應的表中，而創建表的時候，我們需要給表的每一列都給定資料型別，以免資料錄入的錯誤，避免不必要的麻煩，所以記住資料型別很重要，

整數：int（integer） / bigint / smallint / tinyint —> ussigned（無符號 -> 非負）

int范圍 ---> -2^31 —— 2^31 - 1 ---> ussigned 0 —— 2^32 - 1

bigint范圍 ---> -2^63 —— 2^63 - 1 ---> ussigned 0 —— 2^64 - 1

smallint范圍 ---> -2^15 —— 2^15 - 1 ---> ussigned 0 —— 2^16 - 1（65535）

tinyint范圍 ---> -2^7 —— 2^7 - 1 ---> ussigned 0 —— 2^8 - 1（255）

小數：float / double / decimal

建議使用 decimal ---> deciaml(10,2) —> 共有10位保留2位小數

時間日期：time / date / datetime / timestamp（時間戳）

字串：char / varchar 大物件：longtext / longblob

char / varchar

longtext / longblob(二進制大物件) —> 4G —> 放資源路徑（URL）

布爾型：boolean

boolean ---> tinyint(1) —> 0 / 1

列舉（Mysql獨有）：emum

相信大家在下載MySQL資料庫的時候，都下載了MySQL自帶的功能強大的Workbench;沒下也沒關系，回到安裝程式點擊界面中Quick Action下藍色的Reconfigure把它安裝一下就行，在Workbench下寫SQL陳述句比在命令列中舒服很多（就想我們寫Python在Pycharm中寫一樣）注釋用--，

表的基本操作

DDL（資料定義語言 與 DML（資料操作語言）

查看資料庫中的表：

 show tables;

創建二維表

關鍵字create

以下的創建表的SQL陳述句用學生表為例

 create table tb_student
    (
        stu_id int unsigned not null comment '學號',
        std_name varchar(10) not null comment '姓名',
        stu_sex char(1) default 'M' not null comment '性別',
        stu_birth date comment '出生日期',
        primary key (stu_id)
    ) engine=innodb;

• 主鍵（primary key）:能夠唯一確定一條記錄的列
• 外鍵（foreign key）:外來的主鍵（其他表的主鍵）

顯示表結構：

 desc tb_student;

洗掉表：

關鍵字delete,drop

   1.drop table `tb_student`;(一般不這樣使用)
   
   2.delete from `tb_student` where `stu_id`=3923;（洗掉表中的指定行，帶where條件）
   
   3.truncate table `tb_student`;(截斷不可修復,使用請慎重，別說是看我這里知道的)

更新表:

關鍵字update

更新表一定記得帶where條件，否則會對全表進行跟新和刪表一樣是需要三思而后行的操作，

  update `tb_student` set `stu_addr`='四川成都'，`col_id`=2
        where `stu_id`=3755;

修改表:

關鍵字alter

添加一個列：
    alter table `tb_student` add column `stu_address` varchar(100);

洗掉一個列：
    alter table `tb_student` drop column `stu_sex`;
    alter table `tb_student` add column `stu_sex` boolean default 1;

修改一個列(modify -> 只改型別，change -> 修改類名)：
    alter table `tb_student` modify column `stu_sex` char(1) default 'M';
    alter table `tb_student` change column `stu_sex` `stu_gender` char(1) default 'F';

添加額外的約束條件：
    - 添加check約束，學生的性別只為'M'或'F'：
        alter table `tb_student` add constraint `ck_student_gender`
        check (`stu_gender`='M' or `stu_gender`='F');

    - 添加唯一性約束，學院的名字是具有唯一性的：
        alter table `tb_college` add constraint `uk_college_name`
        Unique (`col_name`);
        
洗掉約束：
    alter table `tb_student` drop constraint `ck_student_gender`;

插入資料

關鍵字insert

向學生表寫入資料：
    insert into `tb_student` values (3016, 'RBHGO', '1999-11-1', '慕尼黑', 'M');
    insert into `tb_student` values (1001, '金輪', '1983-8-13', '蕪湖', 'M');

一次寫入多條（可以只錄入想錄入的資料，順序在此可以變換）：
    insert into `tb_student` (`stu_name`, `stu_id`, `stu_gender`) values
    ('小六子', '1006', 'M'),
    ('二麻子', '1002', default),
    ('九妹', '1009', 'F');

根據表的從屬關系（關系的重數），在多的一方建立具有約束條件的列（列的型別要保持一致）：
    alter table tb_student add column col_id int unsigned;
    alter table tb_student add constraint fk_student_col_id foreign key (col_id)
        references tb_college (col_id);

溫馨提示：建立約束可以直接在建表時就寫，但是讓建表陳述句看起來更加臃腫，所以個人更喜歡在修改表時操作，

設計表：

隨手建一個表可以不用設計，但是在大體量的專案中，如果我們想將我們的表建得又快又好，提前畫圖；這樣我們就可以更加直觀地建立資料庫中需要的表，需要注意的就是表與表之間是否具有的關系，（當然Workbench支持畫圖的這項功能）

• ER圖 —> Entity Relationship Diagram
  物體：矩形框 —> 表
  屬性：橢圓框 —> 列（欄位）
  關系：菱形框
  ~ 關系的重數：一對一(1:1)、一對多(1:n)、多對多(m:n 一般需要中間表來進行維護)

• EER圖（物理模型）—> Extended ER圖
  弄好EER圖通過正向工程(forward engineer) —> 直接生成表或者建表的SQL陳述句，
  寫好建表的SQL陳述句通過逆向工程(reverse engineer) —> 生成EER圖

查詢（搜索）表：

下面查詢SQL陳述句的基本流程,也是我在分享資料庫知識的時候想重點分享的內容，如果您有興趣的話，請關注我的下一篇文章，

	select ..., ..., ... as ...， ... as ...
    from ... where ... and... or...
    group by .....
    having ......
    order by ...... asc / desc
    limit ... offset ...

其他內容

范式理論

范式理論是設計關系型資料庫中二維表的指導思想，

1. 第一范式：資料表的每個列的值域都是由原子值組成的，不能夠再分割，
2. 第二范式：資料表里的所有資料都要和該資料表的鍵（主鍵與候選鍵）有完全依賴關系，
3. 第三范式：所有非鍵屬性都只和候選鍵有相關性，也就是說非鍵屬性之間應該是獨立無關的，

資料的完整性和一致性

• 完整性:
  • 物體完整性 —> 主鍵 / 唯一索引
  • 參照完整性 —> 外鍵
  • 領域完整性—>資料型別、型別長度、非空約束、默認值約束、檢查約束
• 一致性:事務 —> ACID特性 / 事務隔離級別
  • 開啟:start transaction / begin
  • 提交:commit
  • 回滾:rollback

總結

MySQL 最早是由瑞典的 MySQL AB 公司開發的一個開放原始碼的關系資料庫管理系統，該公司于2008年被昇陽微系統公司（Sun Microsystems）收購，在2009年，甲骨文公司（Oracle）收購昇陽微系統公司，因此 MySQL 目前也是 Oracle 旗下產品，

MySQL 在過去由于性能高、成本低、可靠性好，已經成為最流行的開源資料庫，因此被廣泛地應用于中小型網站開發，

學習資料庫的知識是很有必要的它的出現就是因為解決以下問題

(1).實作資料共享，資料實作集中控制， (2).減少資料的冗余度，并且容易擴充， (3).資料的獨立性， (4).整體資料結構化， (5).資料一致性和可維護性，以確保資料的安全性和可靠性,以及故障恢復，

在我的分享中，以SQL陳述句查詢為主，朝向資料分析方向,如果您有興趣請關注我，

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