Aprofundando em banco de dados relacional SQL

Turma ON35 | Python | Semana 8 | 2024 | Professora Camila Ribeiro

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- Abra o seu terminal e digite:
```
cd on35-python-s08-banco-de-dados-II.git
```

Introdução

Você já se perguntou como os dados são organizados em aplicativos e sites? Imagine um sistema de organização poderoso e fácil de usar que você pode levar para qualquer lugar! Essa é a magia do SQLite, um sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD) leve, autocontido e embutido, perfeito para suas ideias e projetos.

Nesta aula, vamos explorar o mundo do SQLite e aprender como integrá-lo com arquivos CSV, um formato de dados popular e simples. Você aprenderá a:

Objetivos:

Entender os fundamentos do SQLite: Descubra como o SQLite funciona e suas vantagens para iniciantes e projetos menores.
Criar seu próprio banco de dados SQLite: Aprenda a usar Python para criar e conectar-se a um banco de dados SQLite.
Dominar a linguagem SQL: Domine os comandos básicos do SQL (SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE) para manipular dados no SQLite.
Conectar tabelas com JOIN e LEFT JOIN: Aprenda a combinar informações de diferentes tabelas para obter insights poderosos.
Importar dados de arquivos CSV: Descubra como importar dados de arquivos CSV para o SQLite, organizando suas informações de forma eficiente.
Exportar dados para arquivos CSV: Aprenda a exportar dados do SQLite para arquivos CSV, facilitando o compartilhamento e análise de seus dados.

Introdução ao SQLite

SQLite é um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (SGBD) leve, autocontido e embutido. Ele é amplamente utilizado em aplicativos que requerem um banco de dados eficiente, sem a necessidade de um servidor separado.

Por que o SQLite é tão especial?

Simplicidade: Ele não precisa de um servidor externo para funcionar, o que o torna ideal para iniciantes e projetos pequenos.
Flexibilidade: Pode ser usado em diversos sistemas operacionais (Windows, macOS, Linux) e até mesmo em dispositivos móveis.
Eficiência: O SQLite é rápido e confiável, garantindo que seus dados estejam sempre seguros e acessíveis.

O SQLite é perfeito para:

Gerenciar suas finanças: Crie um banco de dados para acompanhar suas despesas, receitas e investimentos.
Organizar suas coleções: Crie listas detalhadas de seus livros, filmes, músicas ou qualquer outra coleção que você ama.
Criar aplicativos simples: Use o SQLite para armazenar dados em seus programas, como jogos, aplicativos de tarefas e muito mais.

Começando com o SQLite

Para usar o SQLite, você precisará de uma linguagem de programação, como Python. O Python é uma linguagem amigável e popular, perfeita para iniciantes.

Instalando o Python: Acesse o site oficial do Python (https://www.python.org/) e baixe a versão mais recente para o seu sistema operacional. Siga as instruções de instalação para configurar o Python em seu computador.
Importando o módulo sqlite3: O Python já inclui o módulo sqlite3 para interagir com bancos de dados SQLite. Para usá-lo, basta importar o módulo em seu script Python:
```
import sqlite3
```

Criando seu Primeiro Banco de Dados SQLite

É hora de colocar a mão na massa e criar seu primeiro banco de dados! Usaremos o Python para isso.

Crie um novo arquivo Python: Abra um editor de código e salve um novo arquivo com a extensão .py (por exemplo, meu_banco_de_dados.py).

Conecte-se ao seu banco de dados: A função sqlite3.connect() é como uma chave mágica que abre as portas para o seu banco de dados. Se o banco de dados não existir, ele será criado automaticamente.

import sqlite3

# Conectando ao banco de dados (ou criando, se não existir)
conn = sqlite3.connect('meu_banco_de_dados.db') 

# Criando um cursor para executar comandos SQL
cursor = conn.cursor()

conn = sqlite3.connect('meu_banco_de_dados.db'): Essa linha conecta seu script Python a um arquivo chamado meu_banco_de_dados.db. Se esse arquivo não existir, ele será criado automaticamente.
cursor = conn.cursor(): Essa linha cria um "cursor", que é como um ponteiro que você usa para interagir com o banco de dados. Com o cursor, você pode executar comandos SQL para adicionar, editar, excluir e consultar dados.

Comandos Mágicos: Linguagem SQL

Para falar com o SQLite, você precisa de uma linguagem especial chamada SQL (Structured Query Language). Ela é bem intuitiva, como um idioma simplificado para organizar dados. Vamos aprender alguns comandos básicos:

SELECT: Buscar informações no banco de dados, como se você estivesse procurando uma receita no seu livro de culinária.

# Selecionando todos os registros de uma tabela
cursor.execute("SELECT * FROM minha_tabela")
resultados = cursor.fetchall()

# Exibindo os resultados
for linha in resultados:
    print(linha)

INSERT: Adicionar novas informações ao banco de dados, como se você estivesse escrevendo um novo capítulo no seu diário.

# Inserindo um novo registro na tabela
cursor.execute("INSERT INTO minha_tabela (coluna1, coluna2) VALUES (?, ?)", (valor1, valor2))

# Salvando (commit) as mudanças
conn.commit()

UPDATE: Atualizar informações, como se você estivesse corrigindo um erro em um documento.

# Atualizando um registro existente
cursor.execute("UPDATE minha_tabela SET coluna1 = ? WHERE coluna2 = ?", (novo_valor1, valor2))

# Salvando as mudanças
conn.commit()

DELETE: Remover informações, como se você estivesse apagando um rascunho de um texto.

# Removendo um registro da tabela
cursor.execute("DELETE FROM minha_tabela WHERE coluna1 = ?", (valor1,))

# Salvando as mudanças
conn.commit()

Conectando Tabelas com JOIN e LEFT JOIN

Imagine que você tem duas tabelas, uma com dados sobre clientes e outra com dados sobre pedidos. O comando JOIN é como uma ponte que conecta essas tabelas, permitindo que você encontre informações sobre quais clientes fizeram quais pedidos.

JOIN: Combina registros de duas ou mais tabelas com base em uma coluna relacionada.

# Selecionando dados de duas tabelas relacionadas
cursor.execute("""
SELECT a.coluna1, b.coluna2
FROM tabela1 a
JOIN tabela2 b ON a.chave_estrangeira = b.id
""")
resultados = cursor.fetchall()

for linha in resultados:
    print(linha)

LEFT JOIN: Retorna todos os registros da tabela à esquerda e os correspondentes da tabela à direita, incluindo NULL caso não haja correspondência.

# Selecionando dados com LEFT JOIN
cursor.execute("""
SELECT a.coluna1, b.coluna2
FROM tabela1 a
LEFT JOIN tabela2 b ON a.chave_estrangeira = b.id
""")
resultados = cursor.fetchall()

for linha in resultados:
    print(linha)

Fechando a Conexão

Após executar todos os comandos necessários, é importante fechar a conexão com o banco de dados para liberar os recursos.

# Fechando o cursor e a conexão
cursor.close()
conn.close()

Exemplo Completo: Criando, Inserindo, Atualizando, Selecionando, Deletando e Usando JOIN

import sqlite3

# Conectando ao banco de dados
conn = sqlite3.connect('exemplo.db')
cursor = conn.cursor()

# Criando uma tabela
cursor.execute("""
CREATE TABLE IF NOT EXISTS usuarios (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    nome TEXT NOT NULL,
    idade INTEGER NOT NULL
)
""")

# Inserindo dados
cursor.execute("INSERT INTO usuarios (nome, idade) VALUES (?, ?)", ("Alice", 30))
cursor.execute("INSERT INTO usuarios (nome, idade) VALUES (?, ?)", ("Bob", 25))

# Atualizando dados
cursor.execute("UPDATE usuarios SET idade = ? WHERE nome = ?", (26, "Bob"))

# Selecionando dados
cursor.execute("SELECT * FROM usuarios")
for linha in cursor.fetchall():
    print(linha)

# Removendo dados
cursor.execute("DELETE FROM usuarios WHERE nome = ?", ("Alice",))

# Commit das mudanças
conn.commit()

# Fechando a conexão
cursor.close()
conn.close()

Explorando o SQLite com Visual Studio Code

O Visual Studio Code (VS Code) é um editor de código gratuito e poderoso, que pode ser usado para trabalhar com o SQLite de forma mais eficiente. Para facilitar sua jornada, você pode instalar algumas extensões que irão tornar o processo de desenvolvimento mais simples e intuitivo:

SQLite: Essa extensão essencial oferece recursos para abrir e editar arquivos SQLite (.db), executar consultas SQL, visualizar dados e até mesmo criar tabelas e colunas diretamente no VS Code.
SQLite Viewer: Com o SQLite Viewer, você pode visualizar seus dados SQLite de forma gráfica, sem precisar escrever código. Ele oferece uma interface simples e amigável para navegar pelas tabelas, visualizar os dados e editar registros.

Integração com CSV: Organizando Dados de forma Simples

O SQLite pode ser usado para importar dados de um arquivo CSV (Comma Separated Values) para o SQLite, como se estivesse organizando um álbum de fotos em um fichário. Também é possível exportar dados do SQLite para um CSV, como se você estivesse imprimindo fotos para compartilhar com amigos.

Bibliotecas Necessárias

Para este tutorial, vamos usar as bibliotecas sqlite3 e csv, ambas inclusas na biblioteca padrão do Python. Certifique-se de que você tenha o Python instalado.

Instalando e Importando as Bibliotecas

Como sqlite3 e csv são bibliotecas padrão do Python, não é necessário instalar pacotes adicionais. Para usá-las, basta importá-las no seu script Python:

import sqlite3
import csv

Lendo Dados de um Arquivo CSV e Inserindo no SQLite

Vamos começar lendo dados de um arquivo CSV e inserindo-os em uma tabela do banco de dados SQLite.

Criando a Tabela no SQLite

Primeiro, vamos criar uma tabela no banco de dados SQLite onde os dados do CSV serão armazenados. Suponha que temos um arquivo CSV chamado dados.csv com as colunas nome e idade.

import sqlite3

# Conectando ao banco de dados SQLite (ou criando se não existir)
conn = sqlite3.connect('exemplo.db')
cursor = conn.cursor()

# Criando a tabela
cursor.execute("""
CREATE TABLE IF NOT EXISTS usuarios (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    nome TEXT NOT NULL,
    idade INTEGER NOT NULL
)
""")

# Salvando as mudanças
conn.commit()

Lendo o Arquivo CSV e Inserindo Dados na Tabela

Agora, vamos ler o arquivo CSV e inserir os dados na tabela usuarios.

import csv
import sqlite3

# Conectando ao banco de dados
conn = sqlite3.connect('exemplo.db')
cursor = conn.cursor()

# Abrindo o arquivo CSV
with open('dados.csv', 'r') as arquivo_csv:
    leitor_csv = csv.reader(arquivo_csv)
    
    # Pulando o cabeçalho
    next(leitor_csv)
    
    # Inserindo cada linha do CSV na tabela
    for linha in leitor_csv:
        cursor.execute("INSERT INTO usuarios (nome, idade) VALUES (?, ?)", (linha[0], int(linha[1])))

# Salvando as mudanças
conn.commit()

# Fechando a conexão
cursor.close()
conn.close()

Exportando Dados do SQLite para um Arquivo CSV

Vamos exportar dados da tabela usuarios para um arquivo CSV.

import csv
import sqlite3

# Conectando ao banco de dados
conn = sqlite3.connect('exemplo.db')
cursor = conn.cursor()

# Selecionando todos os dados da tabela
cursor.execute("SELECT nome, idade FROM usuarios")
dados = cursor.fetchall()

# Escrevendo os dados para um arquivo CSV
with open('exportados.csv', 'w', newline='') as arquivo_csv:
    escritor_csv = csv.writer(arquivo_csv)
    
    # Escrevendo o cabeçalho
    escritor_csv.writerow(['nome', 'idade'])
    
    # Escrevendo os dados
    escritor_csv.writerows(dados)

# Fechando a conexão
cursor.close()
conn.close()

Exemplo Completo

Aqui está um exemplo completo que demonstra como ler dados de um arquivo CSV e inseri-los no SQLite, e como exportar dados do SQLite para um arquivo CSV.

import sqlite3
import csv

# Função para criar a tabela no SQLite
def criar_tabela(conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS usuarios (
        id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
        nome TEXT NOT NULL,
        idade INTEGER NOT NULL
    )
    """)
    conn.commit()

# Função para inserir dados do CSV no SQLite
def importar_csv_para_sqlite(arquivo_csv, conn):
    cursor = conn.cursor()
    with open(arquivo_csv, 'r') as csv_file:
        leitor_csv = csv.reader(csv_file)
        next(leitor_csv)  # Pular o cabeçalho
        for linha in leitor_csv:
            cursor.execute("INSERT INTO usuarios (nome, idade) VALUES (?, ?)", (linha[0], int(linha[1])))
    conn.commit()

# Função para exportar dados do SQLite para CSV
def exportar_sqlite_para_csv(arquivo_csv, conn):
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT nome, idade FROM usuarios")
    dados = cursor.fetchall()
    with open(arquivo_csv, 'w', newline='') as csv_file:
        escritor_csv = csv.writer(csv_file)
        escritor_csv.writerow(['nome', 'idade'])  # Cabeçalho
        escritor_csv.writerows(dados)

# Conectando ao banco de dados SQLite
conn = sqlite3.connect('exemplo.db')

# Criando a tabela
criar_tabela(conn)

# Importando dados do CSV para o SQLite
importar_csv_para_sqlite('dados.csv', conn)

# Exportando dados do SQLite para CSV
exportar_sqlite_para_csv('exportados.csv', conn)

# Fechando a conexão
conn.close()

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Link para um tutorial de SQLite: Aprofunde seu conhecimento com este tutorial interativo.
Link para um fórum de dúvidas sobre SQLite: Se você tiver alguma dúvida, encontre respostas nesse fórum online.

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