136MongoDB 数据库入门实战--PyMongo 操作文档

作者: Jachin111 | 来源:发表于2021-09-07 06:51 被阅读0次

PyMongo 操作文档

实验准备
打开实验环境，在终端输入如下命令启动 MongoDB 服务，进入命令行交互客户端：

$ cd
$ sudo service mongodb start
$ mongo

创建数据

进入 ipython 命令行交互解释器，创建 client 客户端对象：

In [3]: from pymongo import MongoClient

In [4]: client = MongoClient(host='localhost', port=27017)

再次使用 learn 数据库，向数据库的 course 集合中添加数据：

In [6]: db = client.learn

In [7]: course = db.course

In [8]: course.insert_many([
   ...:     {'name': 'Linux 基础入门', 'author': 'James', 'students_count': 1234},
   ...:     {'name': 'Python 简明教程', 'author': 'Wade', 'students_count': 2234},
   ...:     {'name': 'Git 与 GitHub 入门实践', 'author': 'Wade', 'students_count': 8777}
   ...: ])
Out[8]: <pymongo.results.InsertManyResult at 0x7fac960bf1c8>

在 MongoDB 客户端中验证操作：

> show dbs
admin      0.000GB
config     0.000GB
learn      0.000GB
local      0.000GB
shiyanlou  0.000GB
> use learn
switched to db learn
> show collections
course
> db.course.find().pretty()
{
        "_id" : ObjectId("5e4cc6bdf9df85a354b867d3"),
        "author" : "James",
        "students_count" : 1234,
        "name" : "Linux 基础入门"
}
{
        "_id" : ObjectId("5e4cc6bdf9df85a354b867d4"),
        "author" : "Wade",
        "students_count" : 2234,
        "name" : "Python 简明教程"
}
{
        "_id" : ObjectId("5e4cc6bdf9df85a354b867d5"),
        "author" : "Wade",
        "students_count" : 8777,
        "name" : "Git 与 GitHub 入门实践"
}
>

上一节实验中我们学到了集合的 find 方法可以获取集合中的全部文档，此外我们还可以使用集合的 count_documents 方法获取文档数量，参数为过滤条件。
查询全部文档数量，参数为空字典：

In [9]: course.count_documents({})
Out[9]: 3

查询条件写到字典里，例如查询 author 为 Wade 的课程数量：

In [10]: course.count_documents({'author': 'Wade'})
Out[10]: 2

等同于 MongoDB 客户端中的如下操作：

> db.course.count()
3
> db.course.count({author: 'Wade'})
2
>

查询数据

除了上一节实验中提到的 find 方法，集合对象还提供了 find_one 方法用于查找某一条数据，过滤条件作为参数，例如查询学生数量为 8777 的课程：

In [17]: course.find_one({'students_count': 8777})
Out[17]:
{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
 'author': 'Wade',
 'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
 'students_count': 8777}

此外，find 方法也可以提供参数，例如查找 author 为 Wade 的全部课程：

In [18]: results = list(course.find({'author': 'Wade'}))

In [19]: results
Out[19]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
  'students_count': 8777}]

查找 author 为 Wade 且学生数量为 2234 的课程：

In [20]: results = list(course.find(
    ...:     {'author': 'Wade', 'students_count': 2234}
    ...: ))

In [21]: results
Out[21]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234}]

需要注意的是 find_one 返回一条数据，数据类型自然就是字典；而 find 方法返回的数据为迭代器，不论查询结果是一条还是多条，我们都可以使用 list 方法将其转换成列表，列表中的元素是字典。
在 MongoDB 客户端中可以使用 $or 操作符来表示 “或” 条件关系，在 PyMongo 中同样可以，但是需要加引号。
查询 author 为 James 或 students_count 为 2234 的课程：

In [25]: results = course.find(
    ...:     {'$or': [
    ...:         {'author': 'James'},
    ...:         {'students_count': 2234}
    ...:     ]}
    ...: )

In [26]: list(results)
Out[26]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
  'author': 'James',
  'name': 'Linux 基础入门',
  'students_count': 1234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234}]

查询 author 为 James 或 students_count 为 2234 的课程的名字：

In [27]: results = course.find(
    ...:     {'$or': [
    ...:         {'author': 'James'},
    ...:         {'students_count': 2234}
    ...:     ]},
    ...:     {'_id': 0, 'name': 1}
    ...: )

In [28]: list(results)
Out[28]: [{'name': 'Linux 基础入门'}, {'name': 'Python 简明教程'}]

如上所示，第 2 个参数限制查询字段。首先设置去掉 _id 字段，将其设为 0 ；然后将 name 字段设为 1 。

修改数据

同 MongoDB 客户端中的操作一样，使用 update_one 和 update_many 修改文档。这些方法需要提供两个参数：第一个用来确定更新哪一条或哪几条文档，第二个用来提供更新的字段及其值。
举例说明，将 name 为 'Linux 基础入门' 的课程的 students_count 修改为 1000 ：

In [34]: course.find_one(
    ...:     {'name': 'Linux 基础入门'}
    ...: )
Out[34]:
{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
 'author': 'James',
 'name': 'Linux 基础入门',
 'students_count': 1234}

In [35]: course.update_one(
    ...:     {'name': 'Linux 基础入门'},
    ...:     {'$set':
    ...:         {'students_count': 1000}
    ...:     }
    ...: )
Out[35]: <pymongo.results.UpdateResult at 0x7fac86783848>

In [36]: course.find_one(
    ...:     {'name': 'Linux 基础入门'}
    ...: )
Out[36]:
{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
 'author': 'James',
 'name': 'Linux 基础入门',
 'students_count': 1000}

如上所示，update_one 函数的第一个参数很好理解，它与 find 函数所用参数的一样。第二个参数为 {' $set': {'students_count': 1000} ，其中$ set 叫做操作符，它作为 key 用来设置字段值，value 是一个嵌套键值对。这与 MongoDB 客户端中的操作几乎一样，唯一的不同之处在于 Python 键值对中所有的 key 都要用引号引起来。

replace_one 方法

在 MongoDB 客户端中我们学到了 save 函数，它不仅可以创建文档，而且能够修改文档。注意 save 函数修改文档其实是整体替换，而非对某个字段进行修改。在 PyMongo 中集合对象同样有 save 方法，且功能相同。
不过此方法不再推荐使用。如果要插入一条数据，就使用 insert_one 方法；如果要替换一条数据，就使用 replace_one 方法。替换文档的操作是针对 ObjectId 对象而言，也就是文档的 _id 字段的值。
举例说明，我们要替换 name 为 'Linux 基础入门' 的文档，也就是修改 _id 字段值为 ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3') 的文档。
首先，需要引入 ObjectId 类：

In [44]: from bson.objectid import ObjectId

然后使用 replace_one 执行替换操作：

In [49]: list(course.find())
Out[49]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
  'author': 'James',
  'name': 'Linux 基础入门',
  'students_count': 1000},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
  'students_count': 8777}]

In [50]: course.replace_one(
    ...:     {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3')},
    ...:     {'作者': 'James',
    ...:      '课程名': 'Python 网络编程',
    ...:      '学生数量': 123
    ...:     }
    ...: )
Out[50]: <pymongo.results.UpdateResult at 0x7fac86574548>

In [51]: list(course.find())
Out[51]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
  '作者': 'James',
  '学生数量': 123,
  '课程名': 'Python 网络编程'},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
  'students_count': 8777}]

如上所示，它与 update_one 方法的调用方式几乎一致。

删除数据

在 MongoDB 客户端中，可以使用 deleteOne 和 deleteMany 函数删除文档。在 Python 中也有对应的方法 delete_one 和 delete_many 删除一条或多条文档。参数也是一样的，用于提供过滤条件。
首先创建测试数据，创建多条具有相同键值对的文档：

In [52]: list(course.find())
Out[52]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
  '作者': 'James',
  '学生数量': 123,
  '课程名': 'Python 网络编程'},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
  'students_count': 8777}]

In [53]: for i in range(4):
    ...:     course.insert_one({'name': 'Test'})
    ...:

In [54]: list(course.find())
Out[54]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
  '作者': 'James',
  '学生数量': 123,
  '课程名': 'Python 网络编程'},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
  'students_count': 8777},
 {'_id': ObjectId('5e4cd7c9f9df85a354b867d7'), 'name': 'Test'},
 {'_id': ObjectId('5e4cd7c9f9df85a354b867d8'), 'name': 'Test'},
 {'_id': ObjectId('5e4cd7c9f9df85a354b867d9'), 'name': 'Test'},
 {'_id': ObjectId('5e4cd7c9f9df85a354b867da'), 'name': 'Test'}]

使用 delete_one 方法删除一条数据：

In [55]: course.delete_one({'name': 'Test'})
Out[55]: <pymongo.results.DeleteResult at 0x7fac86439a48>

In [56]: list(course.find())
Out[56]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
  '作者': 'James',
  '学生数量': 123,
  '课程名': 'Python 网络编程'},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
  'students_count': 8777},
 {'_id': ObjectId('5e4cd7c9f9df85a354b867d8'), 'name': 'Test'},
 {'_id': ObjectId('5e4cd7c9f9df85a354b867d9'), 'name': 'Test'},
 {'_id': ObjectId('5e4cd7c9f9df85a354b867da'), 'name': 'Test'}]

使用 delete_many 删除全部符合条件的文档：

In [57]: course.delete_many({'name': 'Test'})
Out[57]: <pymongo.results.DeleteResult at 0x7fac864c1448>

In [58]: list(course.find())
Out[58]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
  '作者': 'James',
  '学生数量': 123,
  '课程名': 'Python 网络编程'},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
  'students_count': 8777}]

修改集合名

在 PyMongo 中我们可以使用集合的 name 属性查看集合的名字，course 对象实际上就是 db.course 集合，是 learn 数据库中的 course 集合：

In [59]: db.course == course
Out[59]: True

# 集合的 full_name 属性值为用点号连接的数据库名和集合名的字符串
In [60]: db.course.full_name
Out[60]: 'learn.course'

In [61]: db.course.name
Out[61]: 'course'

In [62]: course.name
Out[62]: 'course'

集合对象的 rename 方法可以修改集合名，将 course 更名为 courses ：

In [63]: db.list_collection_names()
Out[63]: ['course']

In [64]: db.course.rename('courses')
Out[64]: {'ok': 1.0}

In [65]: db.list_collection_names()
Out[65]: ['courses']

In [66]: list(db.courses.find())
Out[66]:
[{'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d3'),
  '作者': 'James',
  '学生数量': 123,
  '课程名': 'Python 网络编程'},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d4'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Python 简明教程',
  'students_count': 2234},
 {'_id': ObjectId('5e4cc6bdf9df85a354b867d5'),
  'author': 'Wade',
  'name': 'Git 与 GitHub 入门实践',
  'students_count': 8777}]

挑战：向数据库中添加数据

打开挑战环境，执行如下命令下载文件：

$ cd ~/Code
$ wget https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1364/helloshiyanlou.json
$ wget https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1364/helloworld.json

启动 MongoDB 服务：

$ sudo service mongodb start

在当前目录 /home/shiyanlou/Code 下创建 Python 文件 insert_data.py ：

$ touch insert_data.py

将代码写入其中，实现向 MongoDB 数据库 challenge 的 file 集合中写入文件中的数据，也就是刚刚下载的两个 JSON 文件。
最后执行程序：

$ python3 insert_data.py

# File Name: insert_data.py
import json
import os

from pymongo import MongoClient


json_data_list = []
file_name_list = os.listdir('/home/shiyanlou/Code')

for file_name in file_name_list:
    if file_name.endswith('.json'):
        with open(file_name) as f:
            json_data_list.append(json.load(f))

client = MongoClient(host='localhost', port=27017)
db = client.challenge
db.file.insert_many(json_data_list)

136MongoDB 数据库入门实战--PyMongo 操作文档

PyMongo 操作文档

创建数据

查询数据

修改数据

replace_one 方法

删除数据

修改集合名

挑战：向数据库中添加数据

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