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深入了解Python如何操作MongoDB

 更新時間:2022年01月20日 16:32:14   作者:python大志  
MongoDB是由C++語言編寫的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,是一個基于分布式文件存儲的開源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。本文主要介紹了如何通過Python操作MongoDB,需要的可以參考一下

前言

MongoDB是由C++語言編寫的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,是一個基于分布式文件存儲的開源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),其內(nèi)容存儲形式類似JSON對象,它的字段值可以包含其他文檔、數(shù)組及文檔數(shù)組,非常靈活。在這一節(jié)中,我們就來看看Python 3下MongoDB的存儲操作。

1. 準備工作

在開始之前,請確保已經(jīng)安裝好了MongoDB并啟動了其服務,并且安裝好了Python的PyMongo庫。

2. 連接MongoDB

連接MongoDB時,我們需要使用PyMongo庫里面的MongoClient。一般來說,傳入MongoDB的IP及端口即可,其中第一個參數(shù)為地址host,第二個參數(shù)為端口port(如果不給它傳遞參數(shù),默認是27017):

import pymongo
client = pymongo.MongoClient(host='localhost', port=27017)

這樣就可以創(chuàng)建MongoDB的連接對象了。

另外,MongoClient的第一個參數(shù)host還可以直接傳入MongoDB的連接字符串,它以mongodb開頭,例如:

client = MongoClient('mongodb://localhost:27017/')

這也可以達到同樣的連接效果。

3. 指定數(shù)據(jù)庫

MongoDB中可以建立多個數(shù)據(jù)庫,接下來我們需要指定操作哪個數(shù)據(jù)庫。這里我們以test數(shù)據(jù)庫為例來說明,下一步需要在程序中指定要使用的數(shù)據(jù)庫:

db = client.test

這里調(diào)用clienttest屬性即可返回test數(shù)據(jù)庫。當然,我們也可以這樣指定:

db = client['test']

這兩種方式是等價的。

4. 指定集合

MongoDB的每個數(shù)據(jù)庫又包含許多集合(collection),它們類似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的表。

下一步需要指定要操作的集合,這里指定一個集合名稱為students。與指定數(shù)據(jù)庫類似,指定集合也有兩種方式:

collection = db.students
collection = db['students']

這樣我們便聲明了一個Collection對象。

5. 插入數(shù)據(jù)

接下來,便可以插入數(shù)據(jù)了。對于students這個集合,新建一條學生數(shù)據(jù),這條數(shù)據(jù)以字典形式表示:

student = {
    'id': '20170101',
    'name': 'Jordan',
    'age': 20,
    'gender': 'male'
}

這里指定了學生的學號、姓名、年齡和性別。接下來,直接調(diào)用collectioninsert()方法即可插入數(shù)據(jù),代碼如下:

result = collection.insert(student)
print(result)

在MongoDB中,每條數(shù)據(jù)其實都有一個_id屬性來唯一標識。如果沒有顯式指明該屬性,MongoDB會自動產(chǎn)生一個ObjectId類型的_id屬性。insert()方法會在執(zhí)行后返回_id值。

運行結(jié)果如下:

5932a68615c2606814c91f3d

當然,我們也可以同時插入多條數(shù)據(jù),只需要以列表形式傳遞即可,示例如下:

student1 = {
    'id': '20170101',
    'name': 'Jordan',
    'age': 20,
    'gender': 'male'
}

student2 = {
    'id': '20170202',
    'name': 'Mike',
    'age': 21,
    'gender': 'male'
}

result = collection.insert([student1, student2])
print(result)

返回結(jié)果是對應的_id的集合:

[ObjectId('5932a80115c2606a59e8a048'), ObjectId('5932a80115c2606a59e8a049')]

實際上,在PyMongo 3.x版本中,官方已經(jīng)不推薦使用insert()方法了。當然,繼續(xù)使用也沒有什么問題。官方推薦使用insert_one()insert_many()方法來分別插入單條記錄和多條記錄,示例如下:

student = {
    'id': '20170101',
    'name': 'Jordan',
    'age': 20,
    'gender': 'male'
}

result = collection.insert_one(student)
print(result)
print(result.inserted_id)

運行結(jié)果如下:

<pymongo.results.InsertOneResult object at 0x10d68b558>
5932ab0f15c2606f0c1cf6c5

insert()方法不同,這次返回的是InsertOneResult對象,我們可以調(diào)用其inserted_id屬性獲取_id。

對于insert_many()方法,我們可以將數(shù)據(jù)以列表形式傳遞,示例如下:

student1 = {
    'id': '20170101',
    'name': 'Jordan',
    'age': 20,
    'gender': 'male'
}

student2 = {
    'id': '20170202',
    'name': 'Mike',
    'age': 21,
    'gender': 'male'
}

result = collection.insert_many([student1, student2])
print(result)
print(result.inserted_ids)

運行結(jié)果如下:

<pymongo.results.InsertManyResult object at 0x101dea558>
[ObjectId('5932abf415c2607083d3b2ac'), ObjectId('5932abf415c2607083d3b2ad')]

該方法返回的類型是InsertManyResult,調(diào)用inserted_ids屬性可以獲取插入數(shù)據(jù)的_id列表。

6. 查詢

插入數(shù)據(jù)后,我們可以利用find_one()find()方法進行查詢,其中find_one()查詢得到的是單個結(jié)果,find()則返回一個生成器對象。示例如下:

result = collection.find_one({'name': 'Mike'})
print(type(result))
print(result)

這里我們查詢nameMike的數(shù)據(jù),它的返回結(jié)果是字典類型,運行結(jié)果如下:

<class 'dict'>
{'_id': ObjectId('5932a80115c2606a59e8a049'), 'id': '20170202', 'name': 'Mike', 'age': 21, 'gender': 'male'}

可以發(fā)現(xiàn),它多了_id屬性,這就是MongoDB在插入過程中自動添加的。

此外,我們也可以根據(jù)ObjectId來查詢,此時需要使用bson庫里面的objectid

from bson.objectid import ObjectId

result = collection.find_one({'_id': ObjectId('593278c115c2602667ec6bae')})
print(result)

其查詢結(jié)果依然是字典類型,具體如下:

{'_id': ObjectId('593278c115c2602667ec6bae'), 'id': '20170101', 'name': 'Jordan', 'age': 20, 'gender': 'male'}

當然,如果查詢結(jié)果不存在,則會返回None。

對于多條數(shù)據(jù)的查詢,我們可以使用find()方法。例如,這里查找年齡為20的數(shù)據(jù),示例如下:

results = collection.find({'age': 20})
print(results)
for result in results:
    print(result)

運行結(jié)果如下:

<pymongo.cursor.Cursor object at 0x1032d5128>
{'_id': ObjectId('593278c115c2602667ec6bae'), 'id': '20170101', 'name': 'Jordan', 'age': 20, 'gender': 'male'}
{'_id': ObjectId('593278c815c2602678bb2b8d'), 'id': '20170102', 'name': 'Kevin', 'age': 20, 'gender': 'male'}
{'_id': ObjectId('593278d815c260269d7645a8'), 'id': '20170103', 'name': 'Harden', 'age': 20, 'gender': 'male'}

返回結(jié)果是Cursor類型,它相當于一個生成器,我們需要遍歷取到所有的結(jié)果,其中每個結(jié)果都是字典類型。

如果要查詢年齡大于20的數(shù)據(jù),則寫法如下:

results = collection.find({'age': {'$gt': 20}})

這里查詢的條件鍵值已經(jīng)不是單純的數(shù)字了,而是一個字典,其鍵名為比較符號$gt,意思是大于,鍵值為20。

這里將比較符號歸納為下表。

符號含義示例
$lt小于{'age': {'$lt': 20}}
$gt大于{'age': {'$gt': 20}}
$lte小于等于{'age': {'$lte': 20}}
$gte大于等于{'age': {'$gte': 20}}
$ne不等于{'age': {'$ne': 20}}
$in在范圍內(nèi){'age': {'$in': [20, 23]}}
$nin不在范圍內(nèi){'age': {'$nin': [20, 23]}}

另外,還可以進行正則匹配查詢。例如,查詢名字以M開頭的學生數(shù)據(jù),示例如下:

results = collection.find({'name': {'$regex': '^M.*'}})

這里使用$regex來指定正則匹配,^M.*代表以M開頭的正則表達式。

這里將一些功能符號再歸類為下表。

符號含義示例示例含義
$regex匹配正則表達式{'name': {'$regex': '^M.*'}}name以M開頭
$exists屬性是否存在{'name': {'$exists': True}}name屬性存在
$type類型判斷{'age': {'$type': 'int'}}age的類型為int
$mod數(shù)字模操作{'age': {'$mod': [5, 0]}}年齡模5余0
$text文本查詢{'$text': {'$search': 'Mike'}}text類型的屬性中包含Mike字符串
$where高級條件查詢{'$where': 'obj.fans_count == obj.follows_count'}自身粉絲數(shù)等于關(guān)注數(shù)

7. 計數(shù)

要統(tǒng)計查詢結(jié)果有多少條數(shù)據(jù),可以調(diào)用count()方法。比如,統(tǒng)計所有數(shù)據(jù)條數(shù):

count = collection.find().count()
print(count)

或者統(tǒng)計符合某個條件的數(shù)據(jù):

count = collection.find({'age': 20}).count()
print(count)

運行結(jié)果是一個數(shù)值,即符合條件的數(shù)據(jù)條數(shù)。

8. 排序

排序時,直接調(diào)用sort()方法,并在其中傳入排序的字段及升降序標志即可。示例如下:

results = collection.find().sort('name', pymongo.ASCENDING)
print([result['name'] for result in results])

運行結(jié)果如下:

['Harden', 'Jordan', 'Kevin', 'Mark', 'Mike']

這里我們調(diào)用pymongo.ASCENDING指定升序。如果要降序排列,可以傳入pymongo.DESCENDING。

9. 偏移

在某些情況下,我們可能想只取某幾個元素,這時可以利用skip()方法偏移幾個位置,比如偏移2,就忽略前兩個元素,得到第三個及以后的元素:

results = collection.find().sort('name', pymongo.ASCENDING).skip(2)
print([result['name'] for result in results])

運行結(jié)果如下:

['Kevin', 'Mark', 'Mike']

另外,還可以用limit()方法指定要取的結(jié)果個數(shù),示例如下:

results = collection.find().sort('name', pymongo.ASCENDING).skip(2).limit(2)
print([result['name'] for result in results])

運行結(jié)果如下:

['Kevin', 'Mark']

如果不使用limit()方法,原本會返回三個結(jié)果,加了限制后,會截取兩個結(jié)果返回。

值得注意的是,在數(shù)據(jù)庫數(shù)量非常龐大的時候,如千萬、億級別,最好不要使用大的偏移量來查詢數(shù)據(jù),因為這樣很可能導致內(nèi)存溢出。此時可以使用類似如下操作來查詢:

from bson.objectid import ObjectId
collection.find({'_id': {'$gt': ObjectId('593278c815c2602678bb2b8d')}})

這時需要記錄好上次查詢的_id。

10. 更新

對于數(shù)據(jù)更新,我們可以使用update()方法,指定更新的條件和更新后的數(shù)據(jù)即可。例如:

condition = {'name': 'Kevin'}
student = collection.find_one(condition)
student['age'] = 25
result = collection.update(condition, student)
print(result)

這里我們要更新nameKevin的數(shù)據(jù)的年齡:首先指定查詢條件,然后將數(shù)據(jù)查詢出來,修改年齡后調(diào)用update()方法將原條件和修改后的數(shù)據(jù)傳入。

運行結(jié)果如下:

{'ok': 1, 'nModified': 1, 'n': 1, 'updatedExisting': True}

返回結(jié)果是字典形式,ok代表執(zhí)行成功,nModified代表影響的數(shù)據(jù)條數(shù)。

另外,我們也可以使用$set操作符對數(shù)據(jù)進行更新,代碼如下:

result = collection.update(condition, {'$set': student})

這樣可以只更新student字典內(nèi)存在的字段。如果原先還有其他字段,則不會更新,也不會刪除。而如果不用$set的話,則會把之前的數(shù)據(jù)全部用student字典替換;如果原本存在其他字段,則會被刪除。

另外,update()方法其實也是官方不推薦使用的方法。這里也分為update_one()方法和update_many()方法,用法更加嚴格,它們的第二個參數(shù)需要使用$類型操作符作為字典的鍵名,示例如下:

condition = {'name': 'Kevin'}
student = collection.find_one(condition)
student['age'] = 26
result = collection.update_one(condition, {'$set': student})
print(result)
print(result.matched_count, result.modified_count)

這里調(diào)用了update_one()方法,第二個參數(shù)不能再直接傳入修改后的字典,而是需要使用{'$set': student}這樣的形式,其返回結(jié)果是UpdateResult類型。然后分別調(diào)用matched_countmodified_count屬性,可以獲得匹配的數(shù)據(jù)條數(shù)和影響的數(shù)據(jù)條數(shù)。

運行結(jié)果如下:

<pymongo.results.UpdateResult object at 0x10d17b678>
1 0

我們再看一個例子:

condition = {'age': {'$gt': 20}}
result = collection.update_one(condition, {'$inc': {'age': 1}})
print(result)
print(result.matched_count, result.modified_count)

這里指定查詢條件為年齡大于20,然后更新條件為{'$inc': {'age': 1}},也就是年齡加1,執(zhí)行之后會將第一條符合條件的數(shù)據(jù)年齡加1。

運行結(jié)果如下:

<pymongo.results.UpdateResult object at 0x10b8874c8>
1 1

可以看到匹配條數(shù)為1條,影響條數(shù)也為1條。

如果調(diào)用update_many()方法,則會將所有符合條件的數(shù)據(jù)都更新,示例如下:

condition = {'age': {'$gt': 20}}
result = collection.update_many(condition, {'$inc': {'age': 1}})
print(result)
print(result.matched_count, result.modified_count)

這時匹配條數(shù)就不再為1條了,運行結(jié)果如下:

<pymongo.results.UpdateResult object at 0x10c6384c8>
3 3

可以看到,這時所有匹配到的數(shù)據(jù)都會被更新。

11. 刪除

刪除操作比較簡單,直接調(diào)用remove()方法指定刪除的條件即可,此時符合條件的所有數(shù)據(jù)均會被刪除。示例如下:

result = collection.remove({'name': 'Kevin'})
print(result)

運行結(jié)果如下:

{'ok': 1, 'n': 1}

另外,這里依然存在兩個新的推薦方法——delete_one()delete_many()。示例如下:

result = collection.delete_one({'name': 'Kevin'})
print(result)
print(result.deleted_count)
result = collection.delete_many({'age': {'$lt': 25}})
print(result.deleted_count)

運行結(jié)果如下:

<pymongo.results.DeleteResult object at 0x10e6ba4c8>
1
4

delete_one()即刪除第一條符合條件的數(shù)據(jù),delete_many()即刪除所有符合條件的數(shù)據(jù)。它們的返回結(jié)果都是DeleteResult類型,可以調(diào)用deleted_count屬性獲取刪除的數(shù)據(jù)條數(shù)。

12. 其他操作

另外,PyMongo還提供了一些組合方法,如find_one_and_delete()、find_one_and_replace()find_one_and_update(),它們是查找后刪除、替換和更新操作,其用法與上述方法基本一致。

另外,還可以對索引進行操作,相關(guān)方法有create_index()、create_indexes()drop_index()等。

到此這篇關(guān)于深入了解Python如何操作MongoDB的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python操作MongoDB內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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