資料庫表是一個二維表，包含多行多列。

把一個表的內容用Python的資料結構表示出來的話，可以用一個list表示多行，list的每一個元素是tuple，表示一行記錄，比如，包含id和name的user表：

[
    ('1', 'Michael'),
    ('2', 'Bob'),
    ('3', 'Adam')
]

Python的DB-API返回的資料結構就是像上面這樣表示的。

但是用tuple表示一行很難看出表的結構。如果把一個tuple用class例項來表示，就可以更容易地看出表的結構來：

class User(object):
    def __init__(self, id, name):
        self.id = id
        self.name = name

[
    User('1', 'Michael'),
    User('2', 'Bob'),
    User('3', 'Adam')
]
 

這就是傳說中的ORM技術：Object-Relational Mapping，把關係資料庫的表結構對映到物件上。是不是很簡單？

但是由誰來做這個轉換呢？所以ORM框架應運而生。

在Python中，最有名的ORM框架是SQLAlchemy。我們來看看SQLAlchemy的用法。

首先通過pip安裝SQLAlchemy：

$ pip install sqlalchemy

然後，利用上次我們在MySQL的test資料庫中建立的user表，用SQLAlchemy來試試：

第一步，匯入SQLAlchemy，並初始化DBSession：

# 匯入:
from sqlalchemy import Column, String, create_engine
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base

# 建立物件的基類:
Base = declarative_base()

# 定義User物件:
class User(Base):
    # 表的名字:
    __tablename__ = 'user'

    # 表的結構:
    id = Column(String(20), primary_key=True)
    name = Column(String(20))

# 初始化資料庫連線:
engine = create_engine('mysql+mysqlconnector://root:password@localhost:3306/test')
# 建立DBSession型別:
DBSession = sessionmaker(bind=engine)
 

以上程式碼完成SQLAlchemy的初始化和具體每個表的class定義。如果有多個表，就繼續定義其他class，例如School：

class School(Base):
    __tablename__ = 'school'
    id = ...
    name = ...

create_engine()用來初始化資料庫連線。SQLAlchemy用一個字串表示連線資訊：

'資料庫型別+資料庫驅動名稱://使用者名稱:口令@機器地址:埠號/資料庫名'

你只需要根據需要替換掉使用者名稱、口令等資訊即可。

下面，我們看看如何向資料庫表中新增一行記錄。

由於有了ORM，我們向資料庫表中新增一行記錄，可以視為新增一個User

# 建立session物件:
session = DBSession()
# 建立新User物件:
new_user = User(id='5', name='Bob')
# 新增到session:
session.add(new_user)
# 提交即儲存到資料庫:
session.commit()
# 關閉session:
session.close()

可見，關鍵是獲取session，然後把物件新增到session，最後提交併關閉。DBSession物件可視為當前資料庫連線。

如何從資料庫表中查詢資料呢？有了ORM，查詢出來的可以不再是tuple，而是User物件。SQLAlchemy提供的查詢介面如下：

# 建立Session:
session = DBSession()
# 建立Query查詢，filter是where條件，最後呼叫one()返回唯一行，如果呼叫all()則返回所有行:
user = session.query(User).filter(User.id=='5').one()
# 列印型別和物件的name屬性:
print('type:', type(user))
print('name:', user.name)
# 關閉Session:
session.close()

執行結果如下：

type: <class '__main__.User'>
name: Bob

可見，ORM就是把資料庫表的行與相應的物件建立關聯，互相轉換。

由於關係資料庫的多個表還可以用外來鍵實現一對多、多對多等關聯，相應地，ORM框架也可以提供兩個物件之間的一對多、多對多等功能。

例如，如果一個User擁有多個Book，就可以定義一對多關係如下：

class User(Base):
    __tablename__ = 'user'

    id = Column(String(20), primary_key=True)
    name = Column(String(20))
    # 一對多:
    books = relationship('Book')

class Book(Base):
    __tablename__ = 'book'

    id = Column(String(20), primary_key=True)
    name = Column(String(20))
    # “多”的一方的book表是通過外來鍵關聯到user表的:
    user_id = Column(String(20), ForeignKey('user.id'))

當我們查詢一個User物件時，該物件的books屬性將返回一個包含若干個Book物件的list。