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15分钟学 Python 第29天：数据库基础

news 来源：原创 2024/9/29 12:21:32

Day 29: 数据库基础

在本次课程中，我们将进一步构建我们的简易银行系统，并引入数据库的概念。我们将学习如何使用SQLite作为我们的数据存储解决方案，从而使得我们的银行系统具备持久性和可扩展性。

章节大纲

项目背景
数据库设计
SQLite 基础
实现数据库交互的银行系统
示例代码
流程图
练习题和项目扩展

1. 项目背景

上一次我们建立了一个简单的银行账户管理系统，但是所有数据都保存在内存中，程序关闭后数据就消失了。引入数据库之后，我们的银行系统将不仅允许我们持久化存储账户数据，还能实现对账户信息的高效查询与管理。

2. 数据库设计

在设计数据库之前，我们需要明确我们的数据存储需求。我们需要存储用户的基本信息和交易记录。以下是我们数据库的设计表格：

表名	列名	数据类型	描述
accounts	id	INTEGER	主键，自动递增
	owner	TEXT	账户拥有者的姓名
	balance	REAL	账户余额
	created_at	DATETIME	账户创建时间
transactions	id	INTEGER	主键，自动递增
	account_id	INTEGER	外键，关联到账户表
	amount	REAL	交易金额
	transaction_type	TEXT	交易类型（存款/取款）
	created_at	DATETIME	交易时间

3. SQLite 基础

SQLite是一个轻量级的关系型数据库，非常适合小型应用程序。SQLite不需要单独的服务器，它将数据库存储在文件系统中。

安装SQLite

在Python中，可以使用内置的sqlite3模块，无需额外安装。

pip install sqlite3

创建数据库和表

我们可以通过以下代码创建数据库及相关表。

import sqlite3# 创建或连接到数据库
connection = sqlite3.connect('bank_system.db')# 创建游标
cursor = connection.cursor()# 创建账户表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS accounts (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,owner TEXT NOT NULL,balance REAL NOT NULL DEFAULT 0,created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
)
''')# 创建交易表
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS transactions (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,account_id INTEGER,amount REAL NOT NULL,transaction_type TEXT NOT NULL,created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,FOREIGN KEY (account_id) REFERENCES accounts (id)
)
''')# 提交更改并关闭连接
connection.commit()
connection.close()

4. 实现数据库交互的银行系统

现在，我们来实现我们之前的银行账户管理系统，并将其与数据库进行交互。我们将创建一个新的类 BankAccount，并更新其方法以支持数据库操作。

银行账户类代码

import sqlite3class BankAccount:def __init__(self, owner):self.owner = ownerself.connection = sqlite3.connect('bank_system.db')self.cursor = self.connection.cursor()self.account_id = self.create_account()def create_account(self):self.cursor.execute("INSERT INTO accounts (owner) VALUES (?)", (self.owner,))self.connection.commit()return self.cursor.lastrowiddef deposit(self, amount):self.cursor.execute("UPDATE accounts SET balance = balance + ? WHERE id = ?", (amount, self.account_id))self.cursor.execute("INSERT INTO transactions (account_id, amount, transaction_type) VALUES (?, ?, ?)",(self.account_id, amount, 'Deposit'))self.connection.commit()def withdraw(self, amount):self.cursor.execute("SELECT balance FROM accounts WHERE id = ?", (self.account_id,))balance = self.cursor.fetchone()[0]if amount > balance:print("Insufficient funds!")else:self.cursor.execute("UPDATE accounts SET balance = balance - ? WHERE id = ?", (amount, self.account_id))self.cursor.execute("INSERT INTO transactions (account_id, amount, transaction_type) VALUES (?, ?, ?)",(self.account_id, amount, 'Withdraw'))self.connection.commit()def get_balance(self):self.cursor.execute("SELECT balance FROM accounts WHERE id = ?", (self.account_id,))return self.cursor.fetchone()[0]def get_transaction_history(self):self.cursor.execute("SELECT amount, transaction_type, created_at FROM transactions WHERE account_id = ?",(self.account_id,))return self.cursor.fetchall()def close(self):self.connection.close()

5. 示例代码

现在我们来测试这个使用SQLite的银行账户系统：

# 创建一个新的账户
account = BankAccount("Alice")# 存款
account.deposit(200)
account.deposit(150)# 取款
account.withdraw(100)# 查询余额
print(f'Current Balance: {account.get_balance()}')# 查看交易记录
print("Transaction History:")
for transaction in account.get_transaction_history():print(transaction)# 关闭数据库连接
account.close()

代码运行流程图

以下是代码执行的流程图，帮助理解各个模块的工作流程：

+---------------------+
|     创建账户       |
+---------------------+|v
+---------------------+
|      存款          |
+---------------------+|v
+---------------------+
|      取款          |
+---------------------+|v
+---------------------+
|    查询余额        |
+---------------------+|v
+---------------------+
|查看交易记录        |
+---------------------+|v
+---------------------+
|       关闭连接     |
+---------------------+