مدیریت حافظه و بهینه‌سازی کد در پایتون (بخش 2)

در برنامه‌نویسی، مدیریت و تعامل با پایگاه‌های داده یکی از مهم‌ترین مهارت‌هاست. پایتون به دلیل سادگی و قابلیت‌های گسترده‌ای که دارد، انتخابی عالی برای کار با دیتابیس‌ها محسوب می‌شود. در این جزوه، یاد می‌گیریم که چگونه از پایگاه داده SQLite استفاده کنیم، به دیتابیس‌های دیگر مانند MySQL و PostgreSQL متصل شویم و از ORM با SQLAlchemy بهره ببریم.

۱. کار با SQLite در پایتون (sqlite3)

SQLite یک پایگاه داده سبک و بدون نیاز به سرور است که به‌صورت یک فایل مستقل روی سیستم ذخیره می‌شود. پایتون به‌صورت پیش‌فرض از SQLite پشتیبانی می‌کند و با استفاده از ماژول sqlite3 می‌توان به راحتی با آن کار کرد.

۱.۱. ایجاد و اتصال به دیتابیس SQLite

import sqlite3


# اتصال به دیتابیس (اگر وجود نداشته باشد، ایجاد می‌شود)

cursor = conn.cursor()
conn = sqlite3.connect("my_database.db")

۱.۲. ایجاد جدول در SQLite

cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
                  id INTEGER PRIMARY KEY,
                  name TEXT NOT NULL,
                  age INTEGER NOT NULL
              )''')
conn.commit()

۱.۳. درج داده در جدول

cursor.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)", ("Ali", 25))
conn.commit()

۱.۴. خواندن داده‌ها

cursor.execute("SELECT * FROM users")
rows = cursor.fetchall()
for row in rows:
    print(row)

۱.۵. به‌روزرسانی داده‌ها

cursor.execute("UPDATE users SET age = ? WHERE name = ?", (26, "Ali"))
conn.commit()

۱.۶. حذف داده‌ها

cursor.execute("DELETE FROM users WHERE name = ?", ("Ali",))
conn.commit()

۱.۷. بستن اتصال به دیتابیس

conn.close()

۲. اتصال به پایگاه‌های داده دیگر (MySQL و PostgreSQL)

برای کار با پایگاه‌های داده محبوبی مثل MySQL و PostgreSQL نیاز به نصب کتابخانه‌های مخصوص داریم.

۲.۱. اتصال به MySQL

برای اتصال به MySQL از کتابخانه mysql-connector-python استفاده می‌کنیم.

نصب کتابخانه

pip install mysql-connector-python

اتصال به MySQL

import mysql.connector
conn = mysql.connector.connect(
    host="localhost",
    user="root",
    password="password",
    database="test_db"
)
cursor = conn.cursor()

۲.۲. اتصال به PostgreSQL

برای اتصال به PostgreSQL از کتابخانه psycopg2 استفاده می‌شود.

نصب کتابخانه

pip install psycopg2

اتصال به PostgreSQL

import psycopg2
conn = psycopg2.connect(
    dbname="test_db",
    user="postgres",
    password="password",
    host="localhost"
)
cursor = conn.cursor()

۲.۳. اجرای کوئری‌ها در MySQL و PostgreSQL

دستورات SQL در MySQL و PostgreSQL مشابه SQLite اجرا می‌شوند، فقط باید از cursor.execute() استفاده کنیم. به‌عنوان مثال:

cursor.execute("SELECT * FROM users")
rows = cursor.fetchall()
for row in rows:
    print(row)

پس از انجام تغییرات:

conn.commit()
conn.close()

۳. ORM در پایتون با SQLAlchemy

ORM (Object-Relational Mapping) به ما این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به نوشتن مستقیم کوئری‌های SQL، با دیتابیس کار کنیم. SQLAlchemy محبوب‌ترین ORM در پایتون است.

۳.۱. نصب SQLAlchemy

pip install sqlalchemy

۳.۲. تعریف مدل داده‌ای در SQLAlchemy

from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
Base = declarative_base()
class User(Base):
    __tablename__ = "users"
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    name = Column(String, nullable=False)
    age = Column(Integer, nullable=False)

۳.۳. اتصال به دیتابیس و ایجاد جداول

engine = create_engine("sqlite:///my_database.db")
Base.metadata.create_all(engine)

۳.۴. کار با داده‌ها در SQLAlchemy

Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
# افزودن یک کاربر جدید
new_user = User(name="Ali", age=25)
session.add(new_user)
session.commit()
# خواندن داده‌ها
users = session.query(User).all()
for user in users:
    print(user.name, user.age)

۳.۵. به‌روزرسانی و حذف داده‌ها در SQLAlchemy

# به‌روزرسانی
user = session.query(User).filter_by(name="Ali").first()
user.age = 26
session.commit()
# حذف
session.delete(user)
session.commit()