使用 Python 操作 Mongo 数据库

亦凉 2024-03-27 10:49 83阅读 0赞

### 1. 简介 ###

MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库，旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，它支持的查询语言非常强大，其语法类似于面向对象的查询语言，可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能。

Python 程序要访问 MongoDB，需要使用第三方模块 pymongo。

### 2. 安装 pymongo ###

pymongo 是 python 访问 mysql 数据库的模块。首先检查是否已经安装了 pymongo 模块，在 python 交互模式下 import pymongo，如下所示：

>>> import pymongo
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    ModuleNotFoundError: No module named 'pymongo'

如果出现错误：ModuleNotFoundError，则表示还没有安装 pymongo，使用 pip3 install mysql 安装 pymongo，如下所示：

$ pip3 install pymongo
    Collecting pymongo
    ...
    Installing collected packages: pymongo
    Successfully installed pymongo-3.10.1

### 3. 启动 MongoDB ###

在 MonoDB 中创建数据库 school，在后面的小节中，将对数据库 school 进行增删改查。输入如下命令启动 MongoDB:

$ mkdir school
    $ mongod --dbpath=./school >/dev/null

*  在第 1 行，创建目录 school，用于存放 MongoDB 数据库 school 的内容
 *  在第 2 行，启动 MongoDB 的服务，指定 dbpath 为目录 school

### 4. 连接数据库 ###

pymongo.MongoClient 方法连接 MongoDB，返回一个 MongoCLient 对象，示例如下:

import pymongo
    
    def open_db():
        global mongo
        global school
        global students
    
        mongo = pymongo.MongoClient('mongodb://localhost')
        school = mongo['school']
        students = school['students']

*  在第 1 行，引入 pymongo 模块
 *  在第 3 行，定义方法 open\_db() 连接 MongoDB，后面的例子会引用该方法
 *  在第 4 行到第 6 行，声明 3 个全局变量
    
     *  mongo 是连接 MongoDB 的对象
     *  school 是 MongoDB 中的数据库
     *  students 是 MongoDB 中的表
 *  在第 8 行，使用 ‘mongodb://localhost’ 作为 url 连接本地的 MongoDB
 *  在第 9 行，在 MongoDB 中创建数据库 school
 *  在第 10 行，在数据库 school 中创建表 students

*  mongo 是连接 MongoDB 的对象
 *  school 是 MongoDB 中的数据库
 *  students 是 MongoDB 中的表

### 5. 列出数据 ###

MongoDB 的表提供了 find() 方法，查询表中的所有数据，类似 SQL 中的 SELECT \* 操作：

def list_students():
        for student in students.find():
            print(student)

*  在第 1 行，定义方法 list\_students() 列出所有的学生的信息，后面的例子会引用该方法
 *  在第 2 行，students.find() 查询表 students 中所有的数据

### 6. 增加数据 ###

#### 6.1 增加一条数据 ####

MongoDB 的表提供了 insert() 方法，向表中插入一条数据：

def add_one_student(sno, name, age):
        student = {'sno': sno, 'name': name, 'age': age}
        students.insert_one(student)

*  在第 1 行，函数 add\_one\_student 向表 students 增加一个学生
 *  在第 2 行，构造一个字典对象 student
 *  在第 3 行，将字典 student 插入到表 students 中

编写测试程序如下：

add_one_student('1', 'tom', 11)
    add_one_student('2', 'jerry', 12)
    list_students()

程序运行输出如下：

{'_id': ObjectId('5ee328013ee9af43360b7a65'), 'sno': '1', 'name': 'tom', 'age': 11}
    {'_id': ObjectId('5ee328013ee9af43360b7a66'), 'sno': '2', 'name': 'jerry', 'age': 12}

#### 6.2 增加多条数据 ####

MongoDB 的表提供了 insert\_many() 方法，向表中插入多条数据：

def add_many_students():
        tom = {'sno': '1', 'name': 'tom', 'age': 11}
        jerry = {'sno': '2', 'name': 'jerry', 'age': 12}
        array = [tom, jerry]
        students.insert_many(array)

*  在第 1 行，函数 add\_many\_students 向表 students 增加多个学生
 *  在第 2 行，构造一个字典对象 tom
 *  在第 3 行，构造一个字典对象 jerry
 *  在第 5 行，将学生 tom 和学生 jerry 插入到表 students 中

编写测试程序如下：

add_many_students()
    list_students()

程序运行输出如下：

{'_id': ObjectId('5ee3281b673bfa2333f3c1f1'), 'sno': '1', 'name': 'tom', 'age': 11}
    {'_id': ObjectId('5ee3281b673bfa2333f3c1f2'), 'sno': '2', 'name': 'jerry', 'age': 12}

#### 6.3 用于测试的数据 ####

编写函数 add\_students\_for\_test，向表 students 中插入 4 条数据用于测试，在后面的小节将引用这个函数。

def add_students_for_test():
        add_one_student('1', '张三', 11)
        add_one_student('2', '李四', 12)
        add_one_student('3', '王五', 13)
        add_one_student('4', '李四', 14)

### 7. 修改数据 ###

#### 7.1 修改一条数据 ####

MongoDB 的表提供了 update\_one() 方法，修改表中符合查询条件的第一条数据：

def update_one_student(sno, name):
        condition = {'sno': sno}
        value = {'$set': {'name': name}}
        students.update_one(condition, value)

*  在第 2 行，设置查询条件为学号 sno
 *  在第 3 行，修改查询结果的姓名 name
 *  在第 4 行，查询表 students 中学号为 sno 的学生，修改符合查询条件的第一个学生的姓名 name

编写测试程序如下：

add_students_for_test()
    update_one_student('1', 'ZhangSan')
    update_one_student('2', 'LiSi')
    list_students()

*  在第 2 行，查找学号为 ‘1’ 的学生，将其姓名 name 修改为 ‘ZhangSan’
 *  在第 3 行，查找学号为 ‘2’ 的学生，将其姓名 name 修改为 ‘LiSi’

程序运行输出如下：

{'_id': ObjectId('5ee3284f14c80d192f214ea0'), 'sno': '1', 'name': 'ZhangSan', 'age': 11}
    {'_id': ObjectId('5ee3284f14c80d192f214ea1'), 'sno': '2', 'name': 'LiSi', 'age': 12}
    {'_id': ObjectId('5ee3284f14c80d192f214ea2'), 'sno': '3', 'name': '王五', 'age': 13}
    {'_id': ObjectId('5ee3284f14c80d192f214ea3'), 'sno': '4', 'name': '李四', 'age': 14}

#### 7.2 修改多条数据 ####

MongoDB 的表提供了 update\_many() 方法，修改表中符合查询条件的所有数据：

def update_many_students(old_name, new_name):
        condition = {'name': old_name}
        value = {'$set': {'name': new_name}}
        students.update_many(condition, value)

*  在第 2 行，设置查询条件为姓名 name
 *  在第 3 行，修改查询结果的姓名 name
 *  在第 4 行，查询表 students 中姓名为 name 的学生，修改所有符合查询条件学生的姓名 name

编写测试程序如下：

add_students_for_test()
    update_many_students('李四', 'LiSi')
    list_students()

*  在第 2 行，查找姓名为 ‘李四’ 的学生，将其姓名 name 修改为 ‘LiSi’

程序运行输出如下：

{'_id': ObjectId('5ee328758ab7b33517380c8f'), 'sno': '1', 'name': '张三', 'age': 11}
    {'_id': ObjectId('5ee328758ab7b33517380c90'), 'sno': '2', 'name': 'LiSi', 'age': 12}
    {'_id': ObjectId('5ee328758ab7b33517380c91'), 'sno': '3', 'name': '王五', 'age': 13}
    {'_id': ObjectId('5ee328758ab7b33517380c92'), 'sno': '4', 'name': 'LiSi', 'age': 14}

### 8. 删除数据 ###

#### 8.1 删除一条数据 ####

MongoDB 的表提供了 delete\_one() 方法，删除表中符合查询条件的第一条数据：

def delete_one_student(sno):
        student = {'sno': sno}
        students.delete_one(student)

*  在第 2 行，设置查询条件为学号 sno
 *  在第 3 行，查询表 students 中学号为 sno 的学生，删除符合查询条件的第一个学生

编写测试程序如下：

add_students_for_test()
    delete_one_student('1')
    delete_one_student('2')
    list_students()

*  在第 2 行，删除学号为 ‘1’ 的学生
 *  在第 3 行，删除学号为 ‘2’ 的学生

程序运行输出如下：

{'_id': ObjectId('5ee328a441b99d0ffd2127ab'), 'sno': '3', 'name': '王五', 'age': 13}
    {'_id': ObjectId('5ee328a441b99d0ffd2127ac'), 'sno': '4', 'name': '李四', 'age': 14}

#### 8.2 删除多条数据 ####

MongoDB 的表提供了 delete\_many() 方法，删除表中所有符合查询条件的数据：

def delete_many_students(name):
        student = {'name': name}
        students.delete_many(student)

*  在第 2 行，设置查询条件为姓名 name
 *  在第 3 行，查询表 students 中姓名为 name 的学生，删除所有符合查询条件的学生

编写测试程序如下：

add_students_for_test()
    delete_many_students('李四')
    list_students()

程序运行输出如下：

{'_id': ObjectId('5ee328d182f2558674a683db'), 'sno': '1', 'name': '张三', 'age': 11}
    {'_id': ObjectId('5ee328d182f2558674a683dd'), 'sno': '3', 'name': '王五', 'age': 13}

#### 8.3 删除所有数据 ####

如果如果传递给 delete\_many() 一个空的查询对象，则删除表中所有的数据：

def delete_all_students():
        student = {}
        students.delete_many(student)

编写测试程序如下：

add_students_for_test()
    delete_all_students()
    list_students()

将数据全部删除了，程序输出为空。