ORM框架SQLAlchemy与权限管理系统的数据库设计

SQLAlchemy是Python编程语言下的一款ORM框架，该框架建立在数据库API之上，使用对象关系映射进行数据库操作，即：将对象转换成SQL，然后使用数据API执行SQL并获取执行结果。

执行流程：

1、使用者通过ORM对象提交命令
2、将命令交给SQLAlchemy Core（Schema/Types  SQL Expression Language）转换成SQL
3、使用 Engine/ConnectionPooling/Dialect 进行数据库操作
4、匹配使用者事先配置好的egine
5、egine从连接池中取出一个链接
6、基于该链接通过Dialect调用DB API，将SQL转交给它去执行

1、关于DB API

SQLAlchemy本身无法操作数据库，其必须依赖pymsql等第三方插件，Dialect用于和数据API进行交流，根据配置文件的不同调用不同的数据库API，从而实现对数据库的操作。

1、MySQL-Python
mysql+mysqldb://<user>:<password>@<host>[:<port>]/<dbname>
2、pymysql
mysql+pymysql://<username>:<password>@<host>/<dbname>[?<options>]
3、MySQL-Connector
mysql+mysqlconnector://<user>:<password>@<host>[:<port>]/<dbname>
4、cx_Oracle
oracle+cx_oracle://user:pass@host:port/dbname[?key=value&key=value...]

更多详见：http://docs.sqlalchemy.org/en/latest/dialects/index.html

2、创建表操作

在ORM框架下的Alchemy中，类==>表table　　对象==>数据行column ；

四张表:业务线,服务,用户,角色，利用ORM创建出它们，并建立好它们直接的关系

from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column,Integer,String,DateTime,Enum,ForeignKey,UniqueConstraint,ForeignKeyConstraint,Index
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
 
egine=create_engine('mysql+pymysql://root@127.0.0.1:3306/db1?charset=utf8',max_overflow=5)
 
Base=declarative_base()
 
#创建单表:业务线
class Business(Base):
    __tablename__='business'
    id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    bname=Column(String(32),nullable=False,index=True)
 
#多对一:多个服务可以属于一个业务线,多个业务线不能包含同一个服务
class Service(Base):
    __tablename__='service'
    id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    sname=Column(String(32),nullable=False,index=True)
    ip=Column(String(15),nullable=False)
    port=Column(Integer,nullable=False)
 
    business_id=Column(Integer,ForeignKey('business.id'))
 
    __table_args__=(
        UniqueConstraint(ip,port,name='uix_ip_port'),
        Index('ix_id_sname',id,sname)
    )
 
#一对一:一种角色只能管理一条业务线,一条业务线只能被一种角色管理
class Role(Base):
    __tablename__='role'
    id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    rname=Column(String(32),nullable=False,index=True)
    priv=Column(String(64),nullable=False)
 
    business_id=Column(Integer,ForeignKey('business.id'),unique=True)
 
#多对多:多个用户可以是同一个role,多个role可以包含同一个用户
class Users(Base):
    __tablename__='users'
    id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    uname=Column(String(32),nullable=False,index=True)
 
class Users2Role(Base):
    __tablename__='users2role'
    id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    uid=Column(Integer,ForeignKey('users.id'))
    rid=Column(Integer,ForeignKey('role.id'))
 
    __table_args__=(
        UniqueConstraint(uid,rid,name='uix_uid_rid'),
    )
 
def init_db():
    Base.metadata.create_all(egine)
 
def drop_db():
    Base.metadata.drop_all(egine)
 
if __name__ == '__main__':
    init_db()

示例代码

3、对于表的增删改查

from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column,Integer,String,ForeignKey
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
 
egine=create_engine('mysql+pymysql://root@127.0.0.1:3306/db1?charset=utf8',max_overflow=5)
 
Base=declarative_base()
 
class Dep(Base):
    __tablename__='dep'
    id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    dname=Column(String(64),nullable=False,index=True)
 
class Emp(Base):
    __tablename__='emp'
    id=Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
    ename=Column(String(32),nullable=False,index=True)
    dep_id=Column(Integer,ForeignKey('dep.id'))
 
def init_db():
    Base.metadata.create_all(egine)
 
def drop_db():
    Base.metadata.drop_all(egine)
 
drop_db()
init_db()
Session=sessionmaker(bind=egine)
session=Session()

示例代码

【增】

　　有两种row增加的方式：单行增加session.add( )；多行增加session.addall( )

#增
row_obj=Dep(dname='销售') #按关键字传参,无需指定id,因其是自增长的
session.add(row_obj)
session.add_all([
    Dep(dname='技术'),
    Dep(dname='运营'),
    Dep(dname='人事'),
])
 
session.commit()

【删】

session.query(Dep).filter(Dep.id > 3).delete()
session.commit()

【改】

#改
session.query(Dep).filter(Dep.id > 0).update({'dname':'哇哈哈'})
session.query(Dep).filter(Dep.id>0).update
({'dname':Dep.dname+'_SB'},synchronize_session=False)
session.query(Dep).filter(Dep.id>0).update
({'id':Dep.id*100},synchronize_session='evaluate')
 
session.commit()

　　使用Alchemy 进行增、删、改的操作时最后都需要进行向数据库提交数据：session.commit( )

【查】

#查所有,取所有字段
res=session.query(Dep).all() #for row in res:print(row.id,row.dname)
 
#查所有,取指定字段
res=session.query(Dep.dname).order_by(Dep.id).all() #for row in res:print(row.dname)
 
res=session.query(Dep.dname).first()
print(res) # ('哇哈哈_SB',)
 
#过滤查
res=session.query(Dep).filter(Dep.id > 1,Dep.id <1000) #逗号分隔,默认为and
print([(row.id,row.dname) for row in res])

4、子查询

　个人感觉使用连表操作能很大程度代替子查询的工作量，而且Alchemy实现起来也很方便！

　详细内容参考海峰老师博客，链接：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/7560153.html

5、权限管理系统的设计

1. 登陆、注册、找回密码
2. 权限管理
3. 角色管理
4. 角色分配权限
5. 动态显示当前登陆用户权限菜单

 from sqlalchemy import create_engine
 from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
 from sqlalchemy import Column,Integer,ForeignKey,CHAR,VARCHAR,UniqueConstraint
 from sqlalchemy.orm import sessionmaker
 #建立链接
 engine = create_engine("mysql+pymysql://root:761379545@127.0.0.1:3306/test_db?charset=utf8", max_overflow=5)
 Base = declarative_base()
 Session = sessionmaker(bind=engine)
 session = Session()
 
 #创建用户信息表
 class User(Base):
     __tablename__ = 'user'
     uid = Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
     name = Column(CHAR(20),nullable=False)
     pwd = Column(CHAR(20),nullable=False)
     roll_id = Column(Integer,ForeignKey('roll.rid'))
 #__table_args__的参数必须是元组的形式
     __table_args__ = (
         UniqueConstraint(name,pwd,name='uni_np'),  #用户名和密码不能重复！
     )
 
 #创建权限表
 class Authority(Base):
     __tablename__ ='authority'
     aid = Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
     auth = Column(VARCHAR(255),nullable=True)
 
 #创建角色表
 class Roll(Base):
     __tablename__ ='roll'
     rid = Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
     dep = Column(VARCHAR(255),nullable=False)
 
 #角色权限关系表
 class Ro_au(Base):
     __tablename__ ='ro_au'
     id = Column(Integer,primary_key=True,autoincrement=True)
     rid = Column(Integer,ForeignKey('roll.rid'))
     aid = Column(Integer,ForeignKey('authority.aid'))
 
 #创建原始关系表
 def original_table():
     session.add_all([
         Roll(dep='项目经理'),
         Roll(dep='技术部'),
         Roll(dep='运营部'),
         Roll(dep='人事部'),
         Roll(dep='后勤部'),
         Roll(dep='普通员工'),
         Authority(auth='查看个人信息'),
         Authority(auth='更改用户信息'),
         Authority(auth='删除用户'),
         Authority(auth='设定项目整体方案'),
         Authority(auth='查看项目进度'),
         Authority(auth='查看项目经费'),
         Authority(auth='查看项目计划'),
         Authority(auth='项目技术方案'),
         Authority(auth='项目支出管理'),
         Authority(auth='项目人事安排'),
         Authority(auth='项目后勤保障'),
     ])
     session.commit()
     session.add_all([
         User(name='alex',pwd='',roll_id=1),
         User(name='egon',pwd='',roll_id=2),
         User(name='sl',pwd='',roll_id=2),
         User(name='eric',pwd='',roll_id=3),
         User(name='mick',pwd='',roll_id=4),
         User(name='john',pwd='',roll_id=5),
         User(name='kaka',pwd='',roll_id=6),
     ])
     session.add_all([
         Ro_au(rid=1,aid=1),Ro_au(rid=1,aid=5),Ro_au(rid=1,aid=6),
         Ro_au(rid=2, aid=1),Ro_au(rid=2, aid=4),Ro_au(rid=2, aid=8),
         Ro_au(rid=3, aid=1),Ro_au(rid=3, aid=5),Ro_au(rid=3, aid=6),Ro_au(rid=3, aid=7),
         Ro_au(rid=4, aid=1),Ro_au(rid=4, aid=2),Ro_au(rid=4, aid=3),
         Ro_au(rid=5, aid=1),Ro_au(rid=5, aid=9),Ro_au(rid=5, aid=11),
         Ro_au(rid=6, aid=1),
     ])
     session.commit()
 
 #创建数据库所有表
 def creat_db():
     Base.metadata.create_all(engine)
 
 #删除数据库所用表
 def drop_db():
     Base.metadata.drop_all(engine)
 
 #显示个人权限
 def show_auth(user_name):
     user_roll_id = session.query(User.roll_id).filter(User.name == user_name).subquery()
     user_dep_list = session.query(Roll.dep).filter(Roll.rid == user_roll_id).all()
     for row in user_dep_list:
         user_dep = row[0]
         print('您当前所属部门名称：', user_dep)
     print('\33[33m您具有的权限如下:\33[37m')
     auth_list = session.query(Authority.auth).join(Ro_au).filter(Ro_au.rid == user_roll_id).all()
     count = 1
     for auth in auth_list:
         print(count, auth[0])
         count += 1
 
 #显示所有部门信息
 def show_department():
     print('公司现有部门如下：')
     dep_list = session.query(Roll).all()
     for dep in dep_list:
         print(dep[0],dep[1])
 
 def login():
     while True:
         user_name = input('请输入用户名【返回B】：\n>>>').strip()
         if user_name.lower() == 'b':
             break
         user_pwd = input('请输入用户密码【返回B】：\n>>>').strip()
         if user_pwd.lower() == 'b':
             break
         user_list = session.query(User.name,User.pwd).all()
 
         if (user_name,user_pwd) in user_list:
             print('登陆成功！')
             choice = input('【1、进入个人权限界面】'
                            '\n【2、查看公司具有的所有部门】'
                            '\n【B、返回主界面】'
                            '\n>>>').strip()
             if choice == '':
                 show_auth(user_name)
                 continue
             if choice == '':
                 show_department()
                 continue
             if choice.lower() == 'b':
                 break
         else:
             print('用户名或者密码错误！')
             continue
 
 #用户注册
 def register():
     while True:
         user_name = input('请输入用户名【返回B】：\n>>>').strip()
         if not user_name:continue
         if user_name.lower() == 'b':
             break
         name_list = session.query(User.name).all()
         if (user_name,) in name_list:
             print('该用户名已经存在！')
             break
         else:
             user_pwd = input('请输入用户密码：\n>>>').strip()
             if not user_pwd:continue
             dep_list = session.query(Roll.rid,Roll.dep).all()
             for row in dep_list:
                 print(row.rid,row.dep)
             user_roll = input('请输入所属部门序号：\n>>>').strip()
             if not user_roll:
                 print('部门序号不能为空，请重新开始！')
                 continue
             if user_roll.isdigit():
                 session.add(User(name=user_name,pwd=user_pwd,roll_id=int(user_roll))) #写入数据库
                 session.commit()
                 print('新的员工信息已经注册成功！')
                 break
             else:
                 print('您选择的部门有误，请重新选择！')
 
 #找回密码
 def find_pwd():
     while True:
         user_name =input('请输入用户名【返回B】：').strip()
         if not user_name:continue
         if user_name.lower() == 'b':
             break
         name_list =session.query(User.name).all()
         if (user_name,) in name_list:
             pwd_list =session.query(User.pwd).filter(User.name==user_name).all()
             print('您的密码为：')
             for pwd in pwd_list:
                 print(pwd[0])
         else:
             print('您输入的用户名不存在！')
 
 if __name__ == '__main__':
     while True:
         creat_tab_choice = input('是否要在数据库中创建原始关系表？第一次请选择是！'
                                  '**此操作会删除已添加的数据！**【是Y否N】：\n>>>').strip()
         if creat_tab_choice.lower() == 'y':
             drop_db()
             creat_db()
             original_table()
             print('基本权限管理原始表已创建！')
         elif creat_tab_choice.lower() == 'n':
             pass
         else:
             print('您的操作有误，请重新选择！')
             continue
         while True:
             print('欢迎进入权限管理系统！'.center(21, '*'))
             choice = input('登录L\t注册R\t找回密码F\t退出Q:\n>>>').strip()
             if choice.lower() == 'q':
                 print('成功退出权限管理系统，欢迎您再次使用！')
                 break
             elif choice.lower() == 'l':
                 login()
             elif choice.lower() == 'r':
                 register()
             elif choice.lower() == 'f':
                 find_pwd()
             else:
                 print('您输入的指令有误，请重新选择！')
                 continue
         break

　　数据库中的逻辑结构图如下：

       

　　通过该模块内容的学习，对ORM有了深刻的认识，通过Alchemy语句映射SQL语句来达到我们操作数据库的目的！