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 |
+---------------------+
6. 练习题和项目扩展
练习题
- 优化查询：实现查询余额和交易记录时的性能优化。
- 删除账户功能：添加功能以允许用户删除他们的账户，并且相应地删除相关的交易记录。
- 更新账户信息：实现一个方法用于更新账户的拥有者信息。
- 错误处理：为数据库操作添加错误处理机制，增强程序的健壮性。
项目扩展
- 多用户支持：扩展系统以支持多个用户注册和登录。
- 图形界面：使用Tkinter为系统提供图形用户界面。
- 命令行界面（CLI）：实现一个简单的命令行界面以供用户交互。
- 数据备份功能：实现定期备份数据库内容的功能。
总结
通过本次课程，我们成功将我们的简易银行系统与SQLite数据库进行了集成，学习了SQLite的基本操作。现在，系统的数据可以持久化存储，大大增强了系统的实用性和可扩展性。同时，通过练习题和项目扩展，您可以在此基础上继续深化您的学习。
怎么样今天的内容还满意吗？再次感谢观众老爷的观看。
最后，祝您早日实现财务自由，还请给个赞，谢谢！
