数据库技术及应用第10章 Python数据库应用系统开发技术

10.1.1Python语言概述

1.Python语言的诞生和发展Python语言诞生于1990年，它由GuidovanRossum设计并领导开发，是解释型语言ABC的一种继承。2000年10月，Python2.0正式发布，2010年7月，Python2.x系列的最后一个版本2.7发布，该版本已于2020年1月1日终止支持。2008年12月，Python3.0正式发布，2019年10月，3.8版发布，并预计2020年10月将正式发布3.9版。Python被TIOBE评为2010、2018年度语言，2018年9月超越C++居排行榜第3名（前2名为C和Java）。2.Python语言的特点

(1)简洁易读(2)可移值性好(3)可扩展性强

(4)支持面向对象(5)通用灵活(6)开源和丰富的类库

10.1.2开发环境搭建1.安装Python解释器

官网（/downloads）上下载，目前以3.6或3.7版为好，3.8版还处于bugfix阶段（20年8月）。2.Python程序运行方式

(1)交互式运行方式

(2)文件式（批量式）运行方式

IDLE是Python自带的集成开发环境，功能更强大的Python语言集成开发环境是PyCharm。当然还有其他的开发环境。3.安装PyCharmPyCharm的安装包可以从它的官网https://www.jetbrains.com/pycharm上下载。PyCharm有收费的专业版（ProfessionalEdition）和免费的社区版（CommunityEdition）两个版本。

10.2.1第三方库概述Python语言有标准库和第三方库两类库，标准库随Python安装包一起发布，用户可以随时使用；第三方库由全球开发者分布式维护，需要安装后才能使用。第三方程序包括库（library）、模块（module）、类（class）和包（package）等多种命名，这里不对这些命名进行区分，统一将这些可重用代码称为“库”。第三方库并非都采用Python语言编写，很多采用C、C++等语言编写的专业库可以通过简单的接口封装供Python语言程序调用，这样的黏性功能使得Python语言被称为“胶水语言”。Python的官网（/pypi）上提供了第三方库索引功能（PythonPackageIndex，PyPI）。

10.2.2安装第三方库pip工具安装、自定义安装和文件安装三种安装方法。1.pip工具安装

pip是Python官方提供并维护的第三方库在线安装工具。pip是Python内置命令，只能在Windows命令提示符窗口中执行，执行pip–h命令将列出pip常用的子命令。

例10.1

安装将Python程序（.py文件）打包成可执行文件的第三方库PyInstaller。

pipinstallpyinstaller

例10.2

查看已安装的PyInstaller库的相关信息。

pipshowpyinstaller

例10.3

列出系统中已经安装的第三方库清单。

piplist

10.2.2安装第三方库1.pip工具安装例10.4

下载Python专用数据库访问第三方库pymssql。

pipdownloadpymssql

本例仅仅下载pymssql的安装文件（下载哪一个文件与执行本命令的日期有关），并不真正安装它。例10.5

使用清华大学的镜像源安装基于Qt的专业级GUI第三方库PyQt5。

pipinstallpyqt5-i/simple2.自定义安装

pip是安装Python第三方库的最主要方式，有一些第三方库暂时不能用pip安装。

自定义安装是指按照第三方库提供的步骤和方式安装，一般适用于pip中尚未登记或安装失败的第三方库。

10.2.2安装第三方库3.文件安装美国加州大学尔湾分校提供了一个可帮助用户获得Windows平台下第三方库文件的网站（/~gohlke/pythonlibs）。该网站列出了一批在pip安装中可能出现问题的第三方库，用户可根据Python语言的版本和Windows的版本选择对于的.whl文件下载。例10.6

安装例10.4中下载的第三方库pymssql，假定安装文件在D:\Python文件夹中。

pipinstalld:\python\pymssql-2.1.4-cp36-cp36m-win_amd64.whl如果需要在没有网络的环境下安装第三方库，可以采用文件安装方法。如果已经安装了PyCharm集成开发环境，则也可以在PyCharm中安装第三方库。

10.2.3导入第三方库使用import导入库有以下3种方法。1)import<库名>[as<别名>]

这种方法导入第三方库后，可以使用该库中的所有函数，调用库中函数的格式为：

<库名>.<函数名>([<函数参数>])2)from<库名>import{*|<函数名>[,…n]}

这种方法导入第三方库后，可以使用该库中的所有函数或者所列出的函数，使用时不再需要库名，调用库中函数的格式为：

<函数名>([<函数参数>])3)from<库名>import<函数名>as<别名>

如果要导入的函数的名称可能与程序中现有的名称冲突，或者函数的名称太长，可用as指定简短而独一无二的别名，这样在程序中就可以用别名来代替函数名调用函数了。

10.3.1connect函数

在Python程序中访问数据库是通过Python的DB-API进行的，DB-API为不同的关系数据库提供了一致性的接口，使得不同数据库间的代码移植变得更为简单。为SQLServer、MySQL、MongoDB提供DB-API接口的第三方库分别是pymssql、PyMySQL、pymongo。

调用connect函数的常用格式为：

pymssql.connect(server,user,password,database)

连接成功，则返回连接对象（ConnectionObject）主机名，本地可以使用“”（在不联网的状态下也可使用，但是“.”只能在联网状态下使用）为了能够成功连接SQLServer服务器，该服务器版本应当是Developer版或Enterprise版，而不能是Express版在调用connect函数之前，应当首先在SQLServer配置管理器中启用TCP/IP协议，并确认其TCP端口号为1433。

10.3.2Connection对象Connection对象没有数据属性，但定义了5个方法。(1)cursor()方法用于创建一个游标对象（CursorObject）。(2)commit()方法提交当前事务。如果数据库不支持事务，或者创建的连接对象启用了自动提交功能，则不能使用该方法。(3)rollback()方法回滚当前事务。(4)autocommit(status)方法将根据参数status的值（True或False）启用或者关闭自动提交功能。默认处于关闭状态。(5)close()方法用于关闭当前连接。

10.3.3Cursor对象

Cursor对象有4个数据属性(1)connection是创建此游标的连接对象。(2)lastrowid是最近一次所插入行的ID值。(3)rowcount是最近一次操作所影响的行数。(4)rownumber是当前结果集中游标的索引（从0开始）。定义了11个方法，主要有以下6个(1)execute(operation[,params])方法：operation指定SQL语句，params为占位符。(2)executemany(operation,params_seq)方法：重复执行params_seq（常常是列表类型）中的每一个元素。(3)fetchone()方法：获取查询结果集中的下一行。(4)fetchmany(size=None)方法：获取查询结果集中的下size行，并返回一个由元组组成的列表。(5)fetchall()方法：获取查询结果集中余下的所有行。(6)close()方法：关闭当前游标。

10.3.4Python访问数据库的主要步骤使用pymssql访问SQLServer数据库的步骤如下：(1)用connect函数创建数据库连接，返回连接对象conn；(2)用连接对象conn的cursor方法创建游标，返回游标对象cur；(3)用游标对象cur的execute、executemany、fetchone、fetchmany、fetchall等方法操作数据库；(4)用连接对象conn的commit方法提交(3)中所做的操作（如果(3)中做的仅仅是查询操作，或者连接对象的自动提交功能处于开启状态，可以省略本步）；(5)用连接对象conn的close方法关闭连接。例10.7

使用pymssql访问SQLServer数据库示例。程序见教材

10.4.1GUI编程概述1.GUI库介绍(1)Tkinter内置在Python的安装包中，是绑定了Python的TkGUI工具集。Tkinter是轻量级跨平台的，且足够易用，但它提供的控件有限。(2)wxPython是跨平台的GUI工具集wxWidgets（用C++编写）的Python封装，是一套优秀的GUI图形库。(3)PyGTK是GUI库GTK的Python封装库，但在Windows平台上似乎表现不太好。(4)PyQt是基于专业级跨平台GUI工具集Qt（用C++编写）的Python封装库，每一个PyQt控件都有其对应的Qt控件。PyQt有620多个类和约6000个函数或者方法，其功能非常强大。用PyQt开发的界面效果与用Qt开发的界面效果相同，其跨平台的支持性很好。下面所讲的PyQt5就是Qtv5的Python封装库。

10.4.1GUI编程概述2.窗口和控件在GUI编程中，窗口包含组成GUI的各种图形化元素（如文本框、单选框、命令按钮等），这些元素称为控件或组件（Widget）。控件可以独立存在，也可以作为容器存在。使用容器控件的目的是将容器控件中的控件归为一类，以有别于其他控件。在PyQt5中，QMainWindow、QWidget和QDialog三个类都可以用来创建窗口，可以直接使用，也可以继承后再使用。(1)QMainWindow窗口可以包含菜单栏、工具栏、状态栏、标题栏等，是最常见的窗口形式，也可以说是GUI程序的主窗口。(2)QDialog是对话框窗口的基类。它可以是模态的，也可以是非模态的。QDialog窗口没有菜单栏、工具栏、状态栏等。(3)有可能作为顶层窗口，也有可能嵌入到其他窗口中，那么就使用QWidget类。

10.4.1GUI编程概述3.布局管理布局管理一般可以通过GUI制作工具或者纯代码编写两种方式来完成。在前面介绍的4种GUI库中，只有PyQt有一个称为Qt设计师（QtDesigner）的可视化GUI设计工具。PyQt5使用统一的坐标系统来定位控件的位置和大小。屏幕的左上角为坐标系统的原点，屏幕的坐标系统是用来定位顶层窗口的。而在窗口内部也有自己的坐标系统，窗口的坐标系统是用来定位控件的。对使用PyQt5所开发的界面用纯代码进行布局管理主要有两种方法，即绝对位置布局和布局类布局。绝对位置布局就是通过用setGeometry(x,y,width,height)方法来实现的。

10.4.1GUI编程概述3.布局管理绝对位置布局有如下几个缺点:(1)如果改变一个窗口的大小，窗口中控件的大小和位置不会随之改变；(2)所生成的窗口在不同的平台下看起来可能不一样；(3)在程序中改变字体时可能会破坏布局；(4)如果修改布局，如新增一个控件，就必须全部重新布局，既烦琐又费时。在PyQt5中用布局类布局有4种布局方式，4种布局方式对应4个布局类。(1)水平布局类(QHBoxLayout)可把所添加的控件在水平方向上依次排列；(2)垂直布局类(QVBoxLayout)可把所添加的控件在垂直方向上依次排列；(3)网格布局类(QGridLayout)可把所添加的控件以网格的形式排列；(4)表单布局类(QFormLayout)可把所添加的控件以两列的形式排列。在窗口中进行单一的布局并不难，但若要进行比较复杂的布局，如布局的嵌套，推荐使用QtDesigner可视化管理工具来进行界面布局。

10.4.1GUI编程概述4.事件驱动处理在Qt编程中，采用“信号-槽”机制来实现事件驱动处理，简单地说，信号（Signal）就是事件，槽（Slot）就是事件的处理程序。在创建事件循环之后，当信号发射时，连接的槽函数将会自动执行。在PyQt5中，信号和槽通过sender.signal.connect(receiver.slot)连接，其中sender是发送信号的对象，signal是信号名称，receiver是接受信号的对象，slot是信号绑定的方法（即槽函数）。所有从QObject类或其子类（如QWidget）派生出的类都能够包含信号和槽。信号与槽是多对多的关系，一个信号甚至还可以触发其他信号。在PyQt5编程时，用户可以使用预先定义好的信号（内置信号）和槽函数（内置槽函数），也可以自定义信号和槽函数。

10.4.2PyQt5中应用程序的创建PyQt5库中QtWidgets模块是PyQt5界面设计中最常用的模块，它包含了一系列UI元素，用于创建典型的桌面风格用户界面。其他的模块还有49个（5.11.1版本）。使用PyQt5库创建一个GUI程序的基本步骤如下：

(1)导入PyQt5