Python ORM编程基础示例

Python ORM编程基础示例是指使用Python编程语言中的ORM（Object-Relational Mapping）技术来进行数据库操作的基础示例代码。下面分为两个示例，分别是基本的增删改查操作和多表操作。

示例一：基本的增删改查操作

1. 创建数据库表

首先需要创建一个数据库表，可以使用MySQL或SQLite等数据库，这里以SQLite为例。

创建一个student表，包含学生的id、name和age字段。在SQLite命令行中执行以下命令来创建该表：

CREATE TABLE student
(
 id   INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
 name VARCHAR(20) NOT NULL,
 age  INTEGER
);

2. 安装ORM框架

接下来需要安装Python的ORM框架，这里以SQLAlchemy为例，使用以下命令进行安装：

pip install sqlalchemy

3. 连接数据库

在Python中使用SQLAlchemy连接SQLite数据库，代码如下：

from sqlalchemy import create_engine

engine = create_engine('sqlite:///test.db', echo=True)

其中，engine是SQLAlchemy的核心对象，用于连接数据库。这里使用了SQLite数据库，并将连接日志打开。

4. 定义ORM映射

ORM映射指将数据表和Python类进行映射，这里定义一个Student类来映射student表，代码如下：

from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String

Base = declarative_base()

class Student(Base):
    __tablename__ = 'student'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    name = Column(String(20), nullable=False)
    age = Column(Integer, default=0)

在这段代码中，首先引入了declarative_base()函数来创建一个SQLAlchemy的基类Base，然后定义了Student类，并使用__tablename__属性指定了对应的数据表名。最后，将id、name和age字段的属性定义为对应的Column对象，并指定一些基本属性，例如是否是主键、是否可以为空等等。

5. 创建表和删除表

现在定义好了ORM映射，接下来可以使用Base来创建表或删除表。

Base.metadata.create_all(engine)
Base.metadata.drop_all(engine)

其中，create_all方法将会根据ORM映射自动创建相关的数据表，而drop_all方法则会删除所有的数据表。

6. 插入数据

插入数据可以通过创建实例对象并调用session的add方法来实现：

from sqlalchemy.orm import sessionmaker

Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()

student1 = Student(name='张三', age=18)
student2 = Student(name='李四', age=20)

session.add(student1)
session.add(student2)
session.commit()

这里创建一个Session对象，它可以自动关联到engine中使用的database文件，并且支持事务。然后，创建两个Student实例对象，并使用session的add方法将其添加到session对象中。最后，调用commit方法提交事务。

7. 查询数据

查询数据可以使用session的query方法来实现：

students = session.query(Student).all()
for student in students:
    print(student.id, student.name, student.age)

这里查询了所有的student表数据，并将其以列表的形式返回。同时，可以使用for循环打印出每一个Student实例对象的id、name和age属性信息。

8. 修改数据和删除数据

修改数据和删除数据也非常简单，只需要先查询到要修改或删除的实例对象，然后再对属性进行修改或直接调用session的delete方法删除即可。

student = session.query(Student).filter_by(name='张三').first()
student.age = 20

session.delete(student)

session.commit()

这里先查询到了名字为“张三”的学生，并将其年龄改为了20岁，然后直接将其删除。最后再调用commit方法提交事务即可。

示例二：多表操作

前面的例子只操作了一个student表，现在考虑两个表之间的关联。

1. 创建数据库表和ORM映射

假设还有一个score表，它记录了学生的成绩信息。score表和student表之间有一对多的关系，即一个学生可能有多个成绩记录。在SQLite命令行中执行以下命令来创建该表：

CREATE TABLE score
(
 id       INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
 student_id INTEGER NOT NULL,
 subject  VARCHAR(20) NOT NULL,
 score    INTEGER,
 FOREIGN KEY(student_id) REFERENCES student(id)
);

这里定义了一个score表，包含id、student_id、subject和score四个字段。其中，student_id字段是外键，引用了student表的id字段。

现在需要在Python中定义一个Score类来映射score表，代码如下：

class Score(Base):
    __tablename__ = 'score'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    student_id = Column(Integer, ForeignKey('student.id'), nullable=False)
    subject = Column(String(20), nullable=False)
    score = Column(Integer, default=0)

    student = relationship("Student", backref="scores")

在这个类中，定义了id、student_id、subject和score四个字段，其中，student_id使用ForeignKey引用了student表的id字段。另外，还定义了一个student属性，它使用relationship和backref属性来实现与Student类之间的关系。

2. 插入数据

首先需要插入一些学生的记录和成绩记录，代码如下：

student1 = Student(name='张三', age=18)
student2 = Student(name='李四', age=20)

score1 = Score(subject='语文', score=90)
score2 = Score(subject='数学', score=80)
score3 = Score(subject='英语', score=85)

student1.scores.append(score1)
student1.scores.append(score2)
student2.scores.append(score3)

session.add(student1)
session.add(student2)

session.commit()

这里创建了两个学生实例对象和三个成绩实例对象。然后，将score1和score2添加到student1的scores属性中，并将score3添加到student2的scores属性中。最后，将两个学生实例对象添加到session中并提交事务。

3. 查询数据

查询张三的所有成绩，代码如下：

scores = session.query(Score).join(Student).filter(Student.name == '张三').all()
for score in scores:
    print(score.subject, score.score)

这里首先使用join方法关联了student表，然后使用filter方法指定了要查询的学生名字为“张三”，最后调用all方法查询所有结果并遍历打印出每个成绩对象的subject和score属性。

查询每门课程的平均成绩，代码如下：

from sqlalchemy import func

avg_scores = session.query(Score.subject, func.avg(Score.score)).group_by(Score.subject).all()
for subject, avg_score in avg_scores:
    print(subject, avg_score)

这里使用了SQLAlchemy的函数func和group_by方法来查询每门课程的平均成绩。首先通过group_by方法将成绩对象按照科目进行分组，然后使用avg方法求出每组的平均值。最后使用all方法查询结果并遍历打印出每门课程的平均成绩。

4. 修改数据和删除数据

修改和删除数据的方法和示例一中类似，这里不再赘述。需要注意的是，修改或删除学生成绩时，需要先查询到对应的学生对象，然后再通过学生对象来修改或删除成绩。例如以下代码可以将李四的所有成绩删除：

student = session.query(Student).filter_by(name='李四').first()
scores = student.scores

for score in scores:
    session.delete(score)

session.commit()

这里首先查询到名字为“李四”的学生对象，然后获取其scores属性，遍历删除每个成绩对象。最后提交事务即可。