Module 04 · Accessing Databases using Python

Accessing Databases with SQL Magic使用 SQL Magic 访问数据库

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您好，欢迎观看本视频，您将学习：

Magic Statements 是什么。
行 Magic 和单元 Magic 之间的区别。
一些常用的 Magic Statements。
如何在 Jupyter Notebooks 中使用 SQL Magic 访问数据库。

一、Jupyter Notebook 中的 Magic Statements

Magic 命令或Magic 函数是 Jupyter Notebooks 中提供特殊功能的特殊命令。

特点: 它们不是有效的 Python 代码，但会影响 Notebook 的行为。它们旨在解决标准数据分析中的各种常见问题。

Magic Statements 的类型

Jupyter Notebook 中有两种类型的 Magic Statements：行 Magic (Line Magics) 和单元 Magic (Cell Magics)。

类型	前缀	作用范围	描述
行 Magic	`%` (一个百分号)	一行输入	类似于终端 Shell 中的命令行调用，对单行输入进行操作。
单元 Magic	`%%` (两个百分号)	多行输入	对整个单元进行操作，甚至可以转换整个单元或以不同的编程语言执行该单元。

二、常用 Magic Statements 示例

常用的行 Magic 示例 (`%`)

命令	描述
`%pwd`	打印当前工作目录。
`%ls`	列出当前目录中的所有文件。
`%history`	显示命令历史记录。
`%reset`	通过移除用户定义的所有名称来重置命名空间。
`%who`	列出命名空间中的所有变量。
`%whos`	提供命名空间中所有变量的更详细信息。
`%matplotlib inline`	使 Matplotlib 绘图显示在 Notebook 内部。
`%timeit`	测量单个语句的执行时间。

📌 注意: 您可以使用 %lsmagic 命令获取所有可用行 Magic 的列表。

单单元格中多次使用行 Magic: 您可以在一个 Jupyter Notebook 单元格中使用多个行 Magic，但每个行 Magic 都必须单独占一行。
- 示例:
  Python
```
%pwd
%ls
```
  这将先打印当前工作目录，然后列出当前目录中的所有文件。

单元 Magic 示例 (`%%`)

某些行 Magic 语句也可以用作单元 Magic 语句，从而改变其作用方式：

%timeit** vs %%timeit:**
- %timeit: 测量单个语句的执行时间。
- %%timeit: 测量整个单元格的执行时间。
%%writefile: 单元 Magic 在此场景中具有独特优势。
- 示例: %%writefile myfile.txt 会将整个单元格的内容写入 myfile.txt 文件中。

运行其他语言代码的单元 Magic

单元 Magic 不仅限于 Python，它们还允许您运行其他语言的代码：

单元 Magic	描述	示例效果
`%%HTML`	允许您在单元格中编写 HTML 代码，并相应地进行渲染。	HTML 代码的使用将文本“Hello World”显示为标题。
`%%Javascript` 或 `%%JS`	允许您在单元格中编写 Javascript 代码。	Javascript 代码的使用会生成一个带有“Hello World”消息的网页弹窗。
`%%bash`	允许您编写 Bash 命令。	Bash 脚本语句 `echo` 的使用将生成文本“Hello world”，就像在终端中接收到的一样。

三、使用 SQL Magic 访问数据库

在使用 SQL Magic 之前，您需要安装和加载一些依赖项。

1. 安装依赖项

在 Notebook 的代码单元格中运行以下命令安装 ipython-sql 库，该库支持 SQL Magic：

Bash

!pip install ipython-sql

2. 加载 SQL 扩展

要使用 SQL Magic，您需要使用以下命令加载 SQL 扩展：

Python

%load_ext sql

3. 建立连接

在运行查询之前，您需要建立 SQL 服务器和 Notebook 的 SQL Magic 模块之间的连接。

以 SQLite3 数据库为例:

连接数据库: 假设连接到名为 HR.db 的 SQLite3 数据库。
建立 SQL Magic 连接: 使用以下语句为 SQL Magic 模块建立到 SQL 服务器的连接：
Python

%sql sqlite:///HR.db

4. 执行 SQL 查询

建立连接后，您可以使用 %sql（行 Magic）或 %%sql（单元 Magic）来执行任何类型的查询：

行 Magic 示例 (%sql): 用于执行单行 SQL 查询。
Python
```
%sql SELECT * FROM employee;
```

单元 Magic 示例 (%%sql): 用于执行多行 SQL 查询。
Python

%%sql 
SELECT 
    Employee_ID, 
    Last_Name 
FROM employee 
WHERE Salary > 50000;

总结

现在您可以：

描述 Magic Statements。
区分行 Magic (%) 和单元 Magic (%%)。
讨论一些常用的 Magic Statements。
解释如何在 Jupyter Notebooks 中使用 SQL Magic 访问数据库。

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