SQLAlchemy 是一个功能强大的 Python SQL 工具包和对象关系映射（ORM）库。

它提供了灵活的、高性能的数据库访问功能。无论是简单的查询还是复杂的事务处理，SQLAlchemy 都能提供全面的支持。它允许开发者以面向对象的方式操作数据库，而不需要直接编写 SQL 语句。

安装

首先，你需要安装 SQLAlchemy。可以通过 pip 来安装：

bash
pip install sqlalchemy

如果你还需要连接到特定类型的数据库（如 PostgreSQL、MySQL 等），你可能需要安装相应的数据库驱动程序。例如：

• PostgreSQL: psycopg2
• MySQL: mysqlclient 或 PyMySQL
• SQLite: 内置支持，无需额外安装

基本概念

在使用 SQLAlchemy 之前，了解一些基本概念是非常有帮助的：

1. Engine: 数据库连接池。
2. Session: 用于执行数据库操作的对象。
3. Metadata: 数据库结构描述，包括表、列等信息。
4. Table: 表定义。
5. Mapper: 将 Python 类映射到数据库表的机制。
6. Query: 构建和执行查询的对象。

使用示例

以下是一些具体的示例，展示了如何使用 SQLAlchemy 进行数据库操作。

1. 创建引擎并连接到数据库

python
from sqlalchemy import create_engine

# 创建一个 SQLite 内存数据库引擎
engine = create_engine('sqlite:///:memory:', echo=True)

# 如果你想连接到一个本地的 SQLite 文件数据库
# engine = create_engine('sqlite:///example.db')

# 对于 PostgreSQL
# engine = create_engine('postgresql+psycopg2://user:password@localhost/mydatabase')

2. 定义表结构

使用 ORM 模式时，你需要定义 Python 类来表示数据库中的表。

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

Base = declarative_base()

class User(Base):
    __tablename__ = 'users'

    id = Column(Integer, primary_key=True)
    name = Column(String)
    age = Column(Integer)

    def __repr__(self):
        return f"<User(name='{self.name}', age={self.age})>"

3. 创建表

使用 Base.metadata.create_all() 方法创建表。

python
# 创建所有定义的表
Base.metadata.create_all(engine)

4. 创建会话

会话是与数据库进行交互的主要方式。

python
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

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

5. 插入数据

你可以通过实例化类来创建新记录，并使用会话将其添加到数据库中。

python
# 创建新用户
new_user = User(name='Alice', age=30)

# 添加到会话
session.add(new_user)

# 提交会话
session.commit()

6. 查询数据

SQLAlchemy 提供了多种方式来查询数据。

python
# 查询所有用户
users = session.query(User).all()
for user in users:
    print(user)

# 查询特定条件的用户
specific_user = session.query(User).filter_by(name='Alice').first()
print(specific_user)

7. 更新数据

更新记录也非常简单。

python
# 查找用户
user_to_update = session.query(User).filter_by(name='Alice').first()

# 修改用户信息
user_to_update.age = 31

# 提交会话
session.commit()

8. 删除数据

删除记录同样容易。

python
# 查找要删除的用户
user_to_delete = session.query(User).filter_by(name='Alice').first()

# 删除用户
session.delete(user_to_delete)

# 提交会话
session.commit()

更多功能

关联关系

SQLAlchemy 支持多种关联关系，如一对一、一对多、多对多等。

python
from sqlalchemy import ForeignKey
from sqlalchemy.orm import relationship

class Address(Base):
    __tablename__ = 'addresses'
    
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    email_address = Column(String, nullable=False)
    user_id = Column(Integer, ForeignKey('users.id'))

    user = relationship("User", back_populates="addresses")

User.addresses = relationship("Address", order_by=Address.id, back_populates="user")

事务管理

你可以使用 session.begin() 显式地管理事务。

python
with session.begin():
    new_user = User(name='Bob', age=25)
    session.add(new_user)
    # 自动提交或回滚