吴裕雄--天生自然python学习笔记：Python MongoDB

MongoDB 是目前最流行的 NoSQL 数据库之一，使用的数据类型 BSON（类似 JSON）。

PyMongo
Python 要连接 MongoDB 需要 MongoDB 驱动，这里我们使用 PyMongo 驱动来连接。

pip 安装
pip 是一个通用的 Python 包管理工具，提供了对 Python 包的查找、下载、安装、卸载的功能。

安装 pymongo:

$ python3 -m pip3 install pymongo
也可以指定安装的版本:

$ python3 -m pip3 install pymongo==3.5.1
更新 pymongo 命令：

$ python3 -m pip3 install --upgrade pymongo
easy_install 安装
旧版的 Python 可以使用 easy_install 来安装，easy_install 也是 Python 包管理工具。

$ python -m easy_install pymongo
更新 pymongo 命令：

$ python -m easy_install -U pymongo
测试 PyMongo
接下来我们可以创建一个测试文件 demo_test_mongodb.py，代码如下：

demo_test_mongodb.py 文件代码：
#!/usr/bin/python3

import pymongo
执行以上代码文件，如果没有出现错误，表示安装成功。

创建数据库
创建一个数据库
创建数据库需要使用 MongoClient 对象，并且指定连接的 URL 地址和要创建的数据库名。

如下实例中，我们创建的数据库 runoobdb :

实例
#!/usr/bin/python3

import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
注意: 在 MongoDB 中，数据库只有在内容插入后才会创建! 就是说，数据库创建后要创建集合(数据表)并插入一个文档(记录)，数据库才会真正创建。

判断数据库是否已存在
我们可以读取 MongoDB 中的所有数据库，并判断指定的数据库是否存在：

实例
#!/usr/bin/python3

import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient('mongodb://localhost:27017/')

dblist = myclient.list_database_names()
# dblist = myclient.database_names()
if "runoobdb" in dblist:
  print("数据库已存在！")
注意：database_names 在最新版本的 Python 中已废弃，Python3.7+ 之后的版本改为了 list_database_names()。

创建集合
MongoDB 中的集合类似 SQL 的表。

创建一个集合
MongoDB 使用数据库对象来创建集合，实例如下：

实例
#!/usr/bin/python3

import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]

mycol = mydb["sites"]
注意: 在 MongoDB 中，集合只有在内容插入后才会创建! 就是说，创建集合(数据表)后要再插入一个文档(记录)，集合才会真正创建。

判断集合是否已存在
我们可以读取 MongoDB 数据库中的所有集合，并判断指定的集合是否存在：

实例
#!/usr/bin/python3

import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient('mongodb://localhost:27017/')

mydb = myclient['runoobdb']

collist = mydb. list_collection_names()
# collist = mydb.collection_names()
if "sites" in collist:   # 判断 sites 集合是否存在
  print("集合已存在！")
注意：collection_names 在最新版本的 Python 中已废弃，Python3.7+ 之后的版本改为了 list_collection_names()。

增、删、改、查等操作

Python Mongodb 插入文档

MongoDB 中的一个文档类似 SQL 表中的一条记录。

插入集合
集合中插入文档使用 insert_one() 方法，该方法的第一参数是字典 name => value 对。

以下实例向 sites 集合中插入文档：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

mydict = { "name": "RUNOOB", "alexa": "", "url": "https://www.runoob.com" }

x = mycol.insert_one(mydict)
print(x)
print(x)
执行输出结果为：

<pymongo.results.InsertOneResult object at 0x10a34b288>

返回 _id 字段
insert_one() 方法返回 InsertOneResult 对象，该对象包含 inserted_id 属性，它是插入文档的 id 值。
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient('mongodb://localhost:27017/')
mydb = myclient['runoobdb']
mycol = mydb["sites"]

mydict = { "name": "Google", "alexa": "", "url": "https://www.google.com" }

x = mycol.insert_one(mydict)

print(x.inserted_id)
执行输出结果为：

5b2369cac315325f3698a1cf
如果我们在插入文档时没有指定 _id，MongoDB 会为每个文档添加一个唯一的 id。

插入多个文档
集合中插入多个文档使用 insert_many() 方法，该方法的第一参数是字典列表。
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

mylist = [
  { "name": "Taobao", "alexa": "", "url": "https://www.taobao.com" },
  { "name": "QQ", "alexa": "", "url": "https://www.qq.com" },
  { "name": "Facebook", "alexa": "", "url": "https://www.facebook.com" },
  { "name": "知乎", "alexa": "", "url": "https://www.zhihu.com" },
  { "name": "Github", "alexa": "", "url": "https://www.github.com" }
]

x = mycol.insert_many(mylist)

# 输出插入的所有文档对应的 _id 值
print(x.inserted_ids)
输出结果类似如下：

[ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb6'), ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb7'), ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb8'), ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb9'), ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbba')]

insert_many() 方法返回 InsertManyResult 对象，该对象包含 inserted_ids 属性，该属性保存着所有插入文档的 id 值。

执行完以上查找，我们可以在命令终端，查看数据是否已插入:

插入指定 _id 的多个文档
我们也可以自己指定 id，插入，以下实例我们在 site2 集合中插入数据，_id 为我们指定的：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["site2"]

mylist = [
  { "_id": 1, "name": "RUNOOB", "cn_name": "菜鸟教程"},
  { "_id": 2, "name": "Google", "address": "Google 搜索"},
  { "_id": 3, "name": "Facebook", "address": "脸书"},
  { "_id": 4, "name": "Taobao", "address": "淘宝"},
  { "_id": 5, "name": "Zhihu", "address": "知乎"}
]

x = mycol.insert_many(mylist)

# 输出插入的所有文档对应的 _id 值
print(x.inserted_ids)
输出结果为：

[1, 2, 3, 4, 5]

Python Mongodb 查询文档
MongoDB 中使用了 find 和 find_one 方法来查询集合中的数据，它类似于 SQL 中的 SELECT 语句。

本文使用的测试数据如下：

查询一条数据
我们可以使用 find_one() 方法来查询集合中的一条数据。

查询 sites 文档中的第一条数据：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

x = mycol.find_one()

print(x)
输出结果为：

{'_id': ObjectId('5b23696ac315325f269f28d1'), 'name': 'RUNOOB', 'alexa': '', 'url': 'https://www.runoob.com'}

查询集合中所有数据
find() 方法可以查询集合中的所有数据，类似 SQL 中的 SELECT * 操作。

以下实例查找 sites 集合中的所有数据：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

for x in mycol.find():
  print(x)
输出结果为：

{'_id': ObjectId('5b23696ac315325f269f28d1'), 'name': 'RUNOOB', 'alexa': '', 'url': 'https://www.runoob.com'}
{'_id': ObjectId('5b2369cac315325f3698a1cf'), 'name': 'Google', 'alexa': '', 'url': 'https://www.google.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb6'), 'name': 'Taobao', 'alexa': '', 'url': 'https://www.taobao.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb7'), 'name': 'QQ', 'alexa': '', 'url': 'https://www.qq.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb8'), 'name': 'Facebook', 'alexa': '', 'url': 'https://www.facebook.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb9'), 'name': '知乎', 'alexa': '', 'url': 'https://www.zhihu.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbba'), 'name': 'Github', 'alexa': '', 'url': 'https://www.github.com'}

查询指定字段的数据
我们可以使用 find() 方法来查询指定字段的数据，将要返回的字段对应值设置为 1。
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

for x in mycol.find({},{ "_id": 0, "name": 1, "alexa": 1 }):
  print(x)
输出结果为：

{'name': 'RUNOOB', 'alexa': ''}
{'name': 'Google', 'alexa': ''}
{'name': 'Taobao', 'alexa': ''}
{'name': 'QQ', 'alexa': ''}
{'name': 'Facebook', 'alexa': ''}
{'name': '知乎', 'alexa': ''}
{'name': 'Github', 'alexa': ''}
除了 _id 你不能在一个对象中同时指定 0 和 1，如果你设置了一个字段为 0，则其他都为 1，反之亦然。

以下实例除了 alexa 字段外，其他都返回：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

for x in mycol.find({},{ "alexa": 0 }):
  print(x)
输出结果为：

{'_id': ObjectId('5b23696ac315325f269f28d1'), 'name': 'RUNOOB', 'url': 'https://www.runoob.com'}
{'_id': ObjectId('5b2369cac315325f3698a1cf'), 'name': 'Google', 'url': 'https://www.google.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb6'), 'name': 'Taobao', 'url': 'https://www.taobao.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb7'), 'name': 'QQ', 'url': 'https://www.qq.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb8'), 'name': 'Facebook', 'url': 'https://www.facebook.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb9'), 'name': '知乎', 'url': 'https://www.zhihu.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbba'), 'name': 'Github', 'url': 'https://www.github.com'}

以下代码同时指定了 0 和 1 则会报错：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

for x in mycol.find({},{ "name": 1, "alexa": 0 }):
  print(x)
错误内容大概如下：

...
pymongo.errors.OperationFailure: Projection cannot have a mix of inclusion and exclusion.
...

根据指定条件查询
我们可以在 find() 中设置参数来过滤数据。

以下实例查找 name 字段为 "RUNOOB" 的数据：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

myquery = { "name": "RUNOOB" }

mydoc = mycol.find(myquery)

for x in mydoc:
  print(x)
输出结果为：

{'_id': ObjectId('5b23696ac315325f269f28d1'), 'name': 'RUNOOB', 'alexa': '', 'url': 'https://www.runoob.com'}

高级查询
查询的条件语句中，我们还可以使用修饰符。

以下实例用于读取 name 字段中第一个字母 ASCII 值大于 "H" 的数据，大于的修饰符条件为 {"$gt": "H"} :
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

myquery = { "name": { "$gt": "H" } }

mydoc = mycol.find(myquery)

for x in mydoc:
  print(x)
输出结果为：

{'_id': ObjectId('5b23696ac315325f269f28d1'), 'name': 'RUNOOB', 'alexa': '', 'url': 'https://www.runoob.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb6'), 'name': 'Taobao', 'alexa': '', 'url': 'https://www.taobao.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb7'), 'name': 'QQ', 'alexa': '', 'url': 'https://www.qq.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb9'), 'name': '知乎', 'alexa': '', 'url': 'https://www.zhihu.com'}

使用正则表达式查询
我们还可以使用正则表达式作为修饰符。

正则表达式修饰符只用于搜索字符串的字段。

以下实例用于读取 name 字段中第一个字母为 "R" 的数据，正则表达式修饰符条件为 {"$regex": "^R"} :
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

myquery = { "name": { "$regex": "^R" } }

mydoc = mycol.find(myquery)

for x in mydoc:
  print(x)
输出结果为：

{'_id': ObjectId('5b23696ac315325f269f28d1'), 'name': 'RUNOOB', 'alexa': '', 'url': 'https://www.runoob.com'}

返回指定条数记录
如果我们要对查询结果设置指定条数的记录可以使用 limit() 方法，该方法只接受一个数字参数。

以下实例返回 3 条文档记录：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

myresult = mycol.find().limit(3)

# 输出结果
for x in myresult:
  print(x)
输出结果为：

{'_id': ObjectId('5b23696ac315325f269f28d1'), 'name': 'RUNOOB', 'alexa': '', 'url': 'https://www.runoob.com'}
{'_id': ObjectId('5b2369cac315325f3698a1cf'), 'name': 'Google', 'alexa': '', 'url': 'https://www.google.com'}
{'_id': ObjectId('5b236aa9c315325f5236bbb6'), 'name': 'Taobao', 'alexa': '', 'url': 'https://www.taobao.com'}

Python Mongodb 修改文档
我们可以在 MongoDB 中使用 update_one() 方法修改文档中的记录。该方法第一个参数为查询的条件，第二个参数为要修改的字段。

如果查找到的匹配数据多余一条，则只会修改第一条。

以下实例将 alexa 字段的值 10000 改为 12345:
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

myquery = { "alexa": "" }
newvalues = { "$set": { "alexa": "" } }

mycol.update_one(myquery, newvalues)

# 输出修改后的  "sites"  集合
for x in mycol.find():
  print(x)

update_one() 方法只能修匹配到的第一条记录，如果要修改所有匹配到的记录，可以使用 update_many()。

以下实例将查找所有以 F 开头的 name 字段，并将匹配到所有记录的 alexa 字段修改为 123：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

myquery = { "name": { "$regex": "^F" } }
newvalues = { "$set": { "alexa": "" } }

x = mycol.update_many(myquery, newvalues)

print(x.modified_count, "文档已修改")
输出结果为：

1 文档已修改
查看数据是否已修改：

排序
sort() 方法可以指定升序或降序排序。

sort() 方法第一个参数为要排序的字段，第二个字段指定排序规则，1 为升序，-1 为降序，默认为升序。
对字段 alexa 按升序排序：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

mydoc = mycol.find().sort("alexa")
for x in mydoc:
  print(x)

对字段 alexa 按降序排序：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

mydoc = mycol.find().sort("alexa", -1)

for x in mydoc:
  print(x)

Python Mongodb 删除数据
我们可以使用 delete_one() 方法来删除一个文档，该方法第一个参数为查询对象，指定要删除哪些数据。
以下实例删除 name 字段值为 "Taobao" 的文档：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

myquery = { "name": "Taobao" }

mycol.delete_one(myquery)

# 删除后输出
for x in mycol.find():
  print(x)
输出结果为：

删除多个文档
我们可以使用 delete_many() 方法来删除多个文档，该方法第一个参数为查询对象，指定要删除哪些数据。

删除所有 name 字段中以 F 开头的文档:
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

myquery = { "name": {"$regex": "^F"} }

x = mycol.delete_many(myquery)

print(x.deleted_count, "个文档已删除")

删除集合中的所有文档
delete_many() 方法如果传入的是一个空的查询对象，则会删除集合中的所有文档：
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

x = mycol.delete_many({})

print(x.deleted_count, "个文档已删除")

删除集合
我们可以使用 drop() 方法来删除一个集合。
import pymongo

myclient = pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
mydb = myclient["runoobdb"]
mycol = mydb["sites"]

mycol.drop()

如果删除成功 drop() 返回 true，如果删除失败(集合不存在)则返回 false。

我们使用以下命令在终端查看集合是否已删除：

> use runoobdb
switched to db runoobdb
> show tables;