学习数据结构和数据库基础：教你应用实践(数据结构与数据库应用基础教程)
随着信息时代的到来，数据处理和管理的重要性越来越明显。数据结构和数据库技术是计算机学科中的核心知识点，掌握这些技能对于开发人员来说至关重要。然而，学习这些知识可不仅仅是记忆概念，更需要掌握应用实践。本文将教你如何学习数据结构和数据库基础，并通过实例讲解如何应用到实际开发中。
一、数据结构基础
1.1 队列和栈
队列和栈是最基本的数据结构之一，每个开发人员都需要掌握。其中队列是先进先出(FIFO)，栈是后进先出(LIFO)。让我们来看看如何实现它们。
队列：队列可以使用数组或链表实现。实现数组队列时，需要两个指针，一个指向队列的头部，另一个指向队列尾部。每次添加元素时，尾指针向后移动一位；每次删除元素时，头指针向后移动一位。代码实现如下：
“`
class Queue:
def __init__(self):
self.items = []
def enqueue(self, item):
self.items.append(item)
def dequeue(self):
return self.items.pop(0)
“`
栈：栈是一种比较简单的数据结构，可以使用数组或链表实现。数组实现时，只需在栈中保存一个指针，指向栈顶元素的位置。在插入元素时，将元素插入到指针所指向的位置；在弹出元素时，将指针向下移动一位即可。代码实现如下：
“`
class Stack:
def __init__(self):
self.items = []
def push(self, item):
self.items.append(item)
def pop(self):
return self.items.pop()
“`
1.2 链表
链表是另一种常见的数据结构，也是一种基本的线性数据结构。与数组不同，链表中的元素不是在内存中连续存储的，而是通过指针连接起来的。链表可以分为单向链表、双向链表和循环链表等。下面我们看一下单链表的实现：
“`
class Node:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.next = None
class LinkedList:
def __init__(self):
self.head = None
def add(self, data):
new_node = Node(data)
new_node.next = self.head
self.head = new_node
def print_list(self):
current = self.head
while current:
print(current.data)
current = current.next
“`
在这个实现中，链表使用节点类和链表类来表示。节点类有一个指向下一个节点的指针，链表类则有一个指向之一个节点的指针。我们可以通过添加一个节点来实现在链表的开头插入元素。该方法创建一个新节点，并将新节点的指针指向原来的之一个节点。
二、数据库基础
现代应用程序都需要与数据库进行交互来存储和检索数据。因此，学习数据库技术是开发人员必须掌握的。本节将介绍一些数据库基础知识，为读者提供学习数据库的基础。本文将使用MySQL作为主要的数据库示例。
2.1 数据库的基本概念
数据库可以看作是一个数据存储和管理的系统，它由数据、存储结构和操作组成。在关系数据库中，数据存储在表格中。每个表格都包含列和行，其中行代表数据记录，而列代表数据的特定属性。
2.2 SQL语句
SQL是结构化查询语言，在处理数据时必不可少。它是一种标准化的语言，可以用于访问和修改数据库中存储的数据。下面我们来看一些基本的SQL语句。
创建表格：
“`
CREATE TABLE table_name (
column1 datatype constrnt,
column2 datatype constrnt,
…
);
“`
向表格中添加数据：
“`
INSERT INTO table_name (column1, column2, …) VALUES (value1, value2, …);
“`
选择并检索数据：
“`
SELECT column1, column2, … FROM table_name WHERE condition;
“`
2.3 使用Python进行数据库操作
Python可以使用sqlite3和pymysql等第三方库连接数据库，并操作数据库。以下是使用pymysql连接MySQL数据库的示例代码：
“`
import pymysql
db = pymysql.connect(host=’localhost’, user=’root’, password=’123456′, database=’mydatabase’)
cursor = db.cursor()
cursor.execute(“SELECT VERSION()”)
data = cursor.fetchone()
print(“Database version : %s ” % data)
db.close()
“`
通过执行sql查询，读取、修改、删除数据库中的数据：
“`
sql = “SELECT * FROM Customers WHERE Address =’Park Lane 38′”
cursor.execute(sql)
result = cursor.fetchall()
for row in result:
print(row)
“`
三、应用实践：购物车系统
数据结构和数据库技术在实际开发中的应用非常广泛，本节将结合数据结构和数据库基础知识，介绍一个购物车系统的设计方法。我们将使用Python和MySQL数据库构建简单的购物车系统。
3.1 数据库设计
我们将创建一个名为“shopping_cart”的数据库，其中包含以下两个表格：
– Customers：存储客户的信息，包括姓名、邮箱和地址。
– Products：存储产品信息，包括名称、价格和库存。
以下是用于创建这两个表的SQL语句：
“`
CREATE TABLE Customers (
CustomerID INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
Name VARCHAR(20) NOT NULL,
Eml VARCHAR(50),
Address VARCHAR(100),
PRIMARY KEY (CustomerID)
);
CREATE TABLE Products (
ProductID INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
Name VARCHAR(50) NOT NULL,
Price DECIMAL(10, 2) NOT NULL,
Stock INT NOT NULL,
PRIMARY KEY (ProductID)
);
“`
3.2 Python代码实现
我们先定义一个类，该类表示一个购物车对象。购物车有一个用户(客户)和一组产品(选购列表)。我们可以为购物车对象创建以下三个方法：
“`
class ShoppingCart:
def __init__(self, customer):
self.customer = customer
self.items = []
def add_item(self, product):
self.items.append(product)
def calculate_total(self):
return sum([item.price for item in self.items])
“`
在此示例中，我们使用add_item方法来添加选购的产品，使用calculate_total方法计算所有产品的总价格。
3.3 示例应用程序
我们使用Flask框架来构建购物车应用程序，使用SQLAlchemy库进行数据库连接。我们需要安装这两个库，然后在代码中引入它们：
“`
from flask import Flask, request, render_template
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
“`
接下来，我们需要初始化Flask应用程序和SQLAlchemy对象。这个过程可以通过以下代码实现：
“`
app = Flask(__name__)
app.config[“SQLALCHEMY_DATABASE_URI”] = “mysql+pymysql://root:123456@localhost/shopping_cart”
app.config[“SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS”] = False
db = SQLAlchemy(app)
“`
在这里，我们将连接到名为“shopping_cart”的数据库。
创建两个模型类：Customer和Product，对应数据库中的两个表。
“`
class Customer(db.Model):
CustomerID = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
Name = db.Column(db.String(20), nullable=False)
Eml = db.Column(db.String(50))
Address = db.Column(db.String(100))
class Product(db.Model):
ProductID = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
Name = db.Column(db.String(50), nullable=False)
Price = db.Column(db.Numeric(10, 2), nullable=False)
Stock = db.Column(db.Integer, nullable=False)
“`
接下来，我们定义一些路由和视图函数，允许用户添加和查看购物车中的内容：
“`
@app.route(“/”)
def index():
return render_template(“index.html”)
@app.route(“/add”, methods=[“POST”])
def add():
product_id = request.form[“product_id”]
product = Product.query.get(product_id)
shopping_cart.add_item(product)
return render_template(“cart.html”, cart=shopping_cart)
“`
在这里，我们使用add路由尝试将所选产品添加到购物车中。使用Product.query.get方法获取有关所选产品的详细信息。我们会重定向到cart视图。在cart视图函数中，我们将购物车对象传递给cart.html模板。
“`
@app.route(“/cart”)
def cart():
return render_template(“cart.html”, cart=shopping_cart)
“`
在此视图函数中，我们仅返回cart.html模板，其中包含有关购物车内容的信息。
通过将我们创建的模型类保存到数据库中：
“`
db.session.add(customer)
db.session.add(product)
db.session.commit()
“`
现在，我们可以在浏览器中运行此应用程序，并尝试添加和查看购物车中的商品。为使购物车更加实用，我们还可以添加一些其他功能，比如删除选购列表中的产品，并在确认操作后从数据库中删除该产品。
结论
在本文中，我们介绍了数据结构和数据库基础知识，并通过一个购物车系统的实例讲解了如何在Python和MySQL数据库中应用它们。了解数据结构和数据库技术，对于开发高质量、可维护性的应用程序至关重要。我们希望本文能够帮助读者进行学习和实践应用，并为日后的开发工作提供帮助。
相关问题拓展阅读：
- 如何学习数据库知识？
- 谢谢啦！求同仁解答一下。大学计算机 数据库基础与Access应用教程 习题及上机指导 （人民邮电出版社）
如何学习数据库知识？
好像武侠小说里边说的：“你的招式忘了没有？”，回答：“差不多忘了”，“忘了就好”。
这与数据库编程有什么关系？关系可大了。同志们学过Pascal、BASIC、C(C++)没有？如果没有，FOXBASE、FOXPRO应该学过吧？按以上这些语言编程，都是过程化的，说白一点就是一个数据一个数据、一条记录一条记录去处理(FOXBASE、FOXPRO不完全这样，但书上也经常是这样介绍的)，当初我接触ACCESS
97时，一下子没有了IF、FOR这些语句(指数据处理)，都用SQL语句，真是找不到北了，好在我学SQL语言时，也尽量忘掉这个IF、FOR，到我忘得差不多时，功夫也进了一大步，原来要编一大段程序，现在一两条SQL语句搞定，就算用多几条SQL语句，由于是在图形界面下做，可视化操作，拉拉扯扯，再修改一下生成的SQL语句，也就省事多了。
由于ACCESS具备完整的SQL语言(FOXBASE没有、FOXPRO不完整)，我从ACCESS
97开始用ACCESS编程，到现在为止，DAO、ADO很少用，加上最近从爱赛思上接触的一些技术，基本上不用DAO、ADO都可以了，可以从我的“未完工的库存管理”中看出，只是在特殊情况下才偶尔用一下。(少用，但不是不用，还得学，不要误解)
如何学好数据库编程？下面介绍一下本人的一些经验，仅供参考：
1.首先要把原来一个数据一个数据、一条记录一条记录的数据处理方式忘掉，越彻底越好。
现在用成批处理了。少用记录集一条记录一条记录地处理，尽量用SQL语句。
2.学好关系数据库的理论，尤其是规范化理论，表的设计一定要规范化，最起码要规范化到第三范式。运算(并、交、差)。关系运算(选择、投影、连接)。其中连接与规范化是紧密结合的。
3.运用面向对象的技术：面向对象的分析OOA、面向对象的设计OOD、面向对象的编程OOP，根据表的关系，用窗体和子窗体、报表和子报表，仿真面向对象，这样可以增加程序的可读性和可维护性。(这是高级技术，同志们不要轻视，做大项目你就知道有用了)
4.用查询时，通常一步做不出来，可以分几步做，本人通常是这么做的，从我给网友回复的例子中也可以看得出。为什么要这样做？(1)有些是SQL语言的限制，没办法一步做出来，逼的；(2)可以检查每一步查询的结果，容易调试；(3)增加可读性，便于日后维护。
5.查询的结果用窗体显示或用报表打印，两者的技术差不多。通常改变打开窗体或报表的条件就可控制显示或打印的记录范围。另外用查询做数据源时，动态改变查询中的SQL语句，比在查询中引用窗体的控件要方便，因为SQL语句生成是在VBA中，可以先存放在字符变量中，然后再更新查询的SQL语句，这样就可以用断点来检查变量值对不对，如果在查询中引用窗体的控件，尤其是包含IIF()函数时，调试是很困难的。
6.开发一个系统，首先要解决技术问题，即算法，用简单例子，把算法弄懂了，再详细设计，这一点从网友的提问中可以看出，有很多人问题表达不清楚，有的人其中夹了很多与算法无关的东西，尤其是很专业的东西，别人不容易看得明白，由于算法没搞清楚，程序就无法编了。
7.不要使用过多的工具特性，使用过多的工具特性会使可读性降低，可维护性差，要别人帮忙时难以得到帮助，更要命的是可移植性差，从MDB到ADP就可以体会到了，所以在编程时可读性很重要，可移植性更重要，你甘心自己的程序就固定在一个环境下运行吗？你甘心永远用一个工具搞开发吗？为了你的“钱途”，不要玩弄太多的技巧，当然技术研究是另外一码事。
要说数据库，一般以SQL Server作为入门的学科，它适合中小型项目开发，而现在比较流行于大型开发的有:
Oracle
现在具有企业大型软件的绝对占有率
DB2 在以IBM服务的公司以及单位（中国银行）
MySql 相对不是很正式的开发，使用MySql
当然还有一些：Access(桌面数据库),FoxPro(中国教育),Informix的数据库系统.
刚开始入门的时候可以找点视频教程来学习，视频教程一般讲得比较好，但不要企图于通过它达到比较高的水平。然后要学会将自己所知道的去实践，多实践。当觉得实践到一定程度而没有什么冲劲了，就去学习理论，当觉得理论知识需要发挥的时候就去实践，时间的周期不一定，没有什么定论，但自己的时间安排需要定论就可以了。
我一直都认为在计算机行业要学会一门技术太简单了，但如果要把技术发挥到一定程度就有难处了，一定程度是什么意思，就是把技术如何发挥到具体的业务之中，会动脑筋去思考，而把技术作为相对次要的东西了。
数据库的DBA人员需要兼有系统分析员和运筹学的业务素质。在技术上讲，我个人认为数据库的前续学科是“数据结构”。
我现在刚学SQL Server一段时间,就自己的感想谈谈:
1.数据库是非常快的数据处理程序,其内在的本质依旧是”文件”.因为
Windows操作系统管理机制就有:磁盘、文件、目录。Linux的方式只有文件。所以数据库重本质的角度来说是一种平台软件，是将文件翻译成逻辑语言的软件，成为我们软件程序数据交换的中心，为什么那，一个很重要的原因就是“快”，还有就是“安全”、“集成”等等。因为以前的语言程序要处理数据要编写大量算法十分麻烦而且很容易出错等等。大家就想到集成了。。。。。
2.其实，要谈到操作数据库，简单的就太简单了，但是数据库最难的不是操作，而是在数据库的设计上。一个大型程序设计者肯定是一个数据库的高手，因为大型程序要死板地去完成它是非常困难和不理智也是不安全不稳定的，我们要充分利用自己所有的能力去挖掘其数据之间的奥秘，然后体系化数据库结构，相当于在数据库中如何层次化地建立数据结构。将需求中的矛盾事物改变成可以相互融合的。
我说的数据库操作简单是指一般操作，如果难的操作还是有点技术的，但还是难不到那里去。下面我把我的一个小数据库程序给你看看：（下面这个程序已经建立数据库library，然后用dbo用户建立了表relatBook，并将表的之一个字段设置为“主键”PK）
该程序想说的之一点是：程序按照标准用户写入法则写入。
另外就是在执行多个操作的时候每一步骤的操作我们都必须为其设置错误的回滚操作。所以程序前两个段落都是一样的，在插入的时候故意出现异常，看第1和第3个语句是否能成功执行。
从上面看出点什么没有，你我执行了三个操作，之一个操作是肯定成功的，第二个是肯定失败的，第三个跟在后面，那么你想一想之一个和第三个操作能插入数据库中吗？我这个程序没有什么意义，但只是未了说明问题。
答案是：不能。
为什么不能，这是SQL所支持的“事务”外完成的，这是技术问题，没有什么的，会了大家都会。为什么要这样做那，那才是要学习的前提。你想一想如果你建立了一个地区的帐物管理系统，当一个单位向另外一个单位转帐的时候，需要执行两个操作就是将一边的信息刷掉，一边的信息添加上去，而当执行一半的时候出现了某种异常中断，比如高优先级的抢占，服务器重起、停电。当时你知道有多少人在访问你的服务器，那要造成多大的数据库信息丢失，甚至于导致数据库的查询的严重失败。那么我就知道需要上面知识的支持了。
3.为什么说上面的东西都很简单那，因为只要你会，那就可以了，而设计方面的东西是永远不是那么简单的，永远带有创新和追求，没有更高的境界。
就一个十分常见的问题，如何在数据库中配合好人员、角色、权限、类别、级别、可操作性这几者的关系，如果是没有经验的人直接上手可能会乱来（我们最早也是这样的）。有经验的人也会设计一段时间，而且随着软件复杂性的增加，其数据库的这几者之间的复杂性就越来越复杂。所以大型软件是非常难的。就一个很简单的例子，在很多的网站中，有上百的栏目信息，而每一个栏目间又保持独立。图片的位置和图片的信息都是动态更新的。某些网站的可操作性都以树型结构提供，而树型结构的子树类别和和叶子都是不重复而不错误。而且其层数都是动态的。有些人给我说可以通过前台的判定语句来执行树型结构的生成，但我问了一个问题，如果是一个邮政编码系统，有几十万个邮政编码你在前台要写多少个case语句，而且每一次要遍历一次已经生成的树，还有用前台的case语句编写出来的树型结构其二级子树全部“定死”，而且树型结构的层树也被定死。这不是完全动态级别的网站。为以后对网站的维护带来麻烦。
总之，数据库是一门入门容易却达到高手很难的学科,通过不断在失败中吸取经验,才能得到一些书籍上无法学会的东西,那才是真正的高手。也就是说，学技术是很快的，要会将技术运用于实际的业务分析，才可以成为一个自我型的DBA，而不是一个简单的程序员。
建议从学习SQL Server 开始，以其为学习对象，选定一本教程或网络教程。
SQL Server有可视化界面，容易理解，同时支持SQL语句操作，对掌握SQL语句应用事半功倍。目前很多中小型企业应用都使用SQL Server作为数据库后台，需求是比较广的。
1、先在电脑上面安装SQL Server
2、对接教程按章节学习，按教程里面的练习进行实际操作
3、做好重点案例实现步骤的记录，分类总结
掌握好SQL Server 后，自然MYSQL也比较好上手了。
一门语言的学习不只是在家看看书就行的，要边学边练，去网上下一sql sever 2023然后百度一个能用的序列号激活。对照着教程，练着练着就会了。
教程地址：
w3cschool在线教程
sql下载地址：
肯定对你有帮助
首先要能熟练操作计算机，然后学习sql，就是如果操作数据库里的数据的语言，同时更好要了解下数据库原理，找一些数据库入门的书籍就可以
谢谢啦！求同仁解答一下。大学计算机 数据库基础与Access应用教程 习题及上机指导 （人民邮电出版社）
我有朋友在学数据库，在“猎豹IT网校”上找到很多数据库的视频教程。有ACCESS，SQL，MySql, ORACLE, DB2。ACCESS数据库最多人学了。还有数据结构与算法，操作系统，C语言等等。老师讲得很详细，看着视频一雹猜步步讲解操作，比较容易学懂。如果你要复习笑肆穗考试，这网校上有个模拟考试平台，比较好用。自己学习复习效果，在线做题检测，不会的多做几遍，就记住了碰卜。我觉得很不错，推荐你看一下。
关于数据结构与数据库应用基础教程的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
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