60行Python代碼編寫資料庫查詢應用

2021-03-02 Python大數據分析

本文示例代碼已上傳至我的Github倉庫https://github.com/CNFeffery/DataScienceStudyNotes

❞1 簡介

這是我的系列教程「Python+Dash快速web應用開發」的第七期,在上一期的文章中,我們對Dash生態裡常用的一些簡單「靜態部件」進行了介紹和功能展示,並且get到dcc.Markdown()這種非常方便的靜態部件。

而在今天的教程內容中,我將帶大家學習Dash中渲染網頁靜態表格的常用方法,並在最後的例子中教大家如何配合Dash,簡簡單單編寫一個資料庫查詢應用~

圖12 在Dash中渲染靜態表格

在Dash中渲染「靜態」表格,方法有很多,而我們今天要學習的方法,是配合之前文章介紹過的第三方拓展dash_bootstrap_components中的Table()部件,藉助bootstrap的特性來快速創建美觀的「靜態」表格:

圖2

## 2.1 靜態表格的構成

要學習如何基於Dash在前端中渲染出一張靜態表格,首先我們需要學習其元素構成,Dash延續html中table標籤相關概念,由Table()、Thead()、Tbody()、Tr()、Th()以及Td()等6個部件來構成一張完整的表,先從一個簡單的例子出發:

app1.py

import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc

app = dash.Dash(__name__)

app.layout = html.Div(
    dbc.Container(
        dbc.Table(
            [
                html.Thead(
                    html.Tr(
                        [
                            html.Th('第一列'),
                            html.Th('第二列'),
                        ]
                    )
                ),
                html.Tbody(
                    [
                        html.Tr(
                            [
                                html.Td('一行一列'),
                                html.Td('一行二列'),
                            ]
                        ),
                        html.Tr(
                            [
                                html.Td('二行一列'),
                                html.Td('二行二列'),
                            ]
                        )
                    ]
                )
            ]
        ),
        style={
            'margin-top': '50px' # 設置頂部留白區域高度
        }
    )
)

if __name__ == '__main__':
    app.run_server(debug=True)

圖3

注意,我們這裡使用到的Table()部件來自dash_bootstrap_components,而表格其餘的構成部件均來自Dash原生的dash_html_components庫,這些部件分別的作用如下:

Table()是一張靜態表格最外層的部件,而之所以選擇dash_bootstrap_components中的Table(),是因為其自帶了諸多實用參數,常用的如下:

「bordered」:bool型,用於設置是否「保留」表格外邊框線

「borderless」:bool型,用於設置是否「刪除」表格內部單元格框線

「striped」:bool型,用於設置是否對數值行應用「斑馬著色」方案,即相鄰行背景色不同

「dark」:bool型,用於設置是否應用「暗黑」主題

「hover」:bool型,當設置為True時,滑鼠懸浮於某行會有對應的效果

通過上述參數,我們就可以改變靜態表格的整體效果,譬如設置dark=True之後的app1.py效果如下:

圖4

在部件Table()之下一級需要子元素Thead()與Tbody(),分別用於存放表頭信息以及表數值內容信息。

經過前面Table()嵌套Thead()與Tbody()的過程之後,我們就可以分別開始在「表頭區域」「數值區域」正式組織數據內容。

既然是一張表格,那麼還是要按照先行後列的網格方式組織內容。而Tr()部件的作用就是作為行容器,其內部嵌套的子元素則是表格中每個單元格位置上的元素。

其中在Thead()嵌套的Tr()內部,需要使用Th()來設置每列的欄位名稱,而在Tbody()嵌套的Tr()內部,Td()與Th()都可以用來設置每個單元格的數值內容,只不過Th()在表現單元格數值時有加粗效果:

app2.py

import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc

app = dash.Dash(__name__)

app.layout = html.Div(
    dbc.Container(
        dbc.Table(
            [
                html.Thead(
                    html.Tr(
                        [
                            html.Th('欄位1'),
                            html.Th('欄位2')
                        ]
                    )
                ),
                html.Tbody(
                    [
                        html.Tr(
                            [
                                html.Th('1'),
                                html.Td('test')
                            ]
                        ),
                        html.Tr(
                            [
                                html.Th('2'),
                                html.Td('test')
                            ]
                        ),
                        html.Tr(
                            [
                                html.Td('3'),
                                html.Td('test')
                            ]
                        )
                    ]
                )
            ],
            striped=True
        ),
        style={
            'margin-top': '50px'  # 設置頂部留白區域高度
        }
    )
)

if __name__ == '__main__':
    app.run_server(debug=True)

圖5

而Th()與Td()均有額外參數colSpan與rowSpan,可以傳入整數,來實現橫向或縱向「合併單元格」的效果,譬如下面的例子:

app3.py

import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc

app = dash.Dash(__name__)

app.layout = html.Div(
    dbc.Container(
        dbc.Table(
            [
                html.Thead(
                    html.Tr(
                        [
                            html.Th('欄位1'),
                            html.Th('欄位2'),
                            html.Th('欄位3'),
                            html.Th('欄位4'),
                        ]
                    )
                ),
                html.Tbody(
                    [
                        html.Tr(
                            [
                                html.Th('1'),
                                # style設置水平居中
                                html.Td('colSpan=2', colSpan=2, style={'text-align': 'center'}),
                                html.Td('test'),
                            ]
                        ),
                        html.Tr(
                            [
                                html.Th('2'),
                                html.Td('test'),
                                # style設置垂直居中
                                html.Td('rowSpan=2', rowSpan=2, style={'vertical-align': 'middle'}),
                                html.Td('test')
                            ]
                        ),
                        html.Tr(
                            [
                                html.Th('3'),
                                html.Td('test'),
                                html.Td('test')
                            ]
                        )
                    ]
                )
            ],
            striped=True,
            bordered=True
        ),
        style={
            'margin-top': '50px'  # 設置頂部留白區域高度
        }
    )
)

if __name__ == '__main__':
    app.run_server(debug=True)

圖62.2 快速表格渲染2.2.1 利用列表推導快速渲染靜態表格

通過前面的內容,我們知曉了在Dash中如果渲染一張帶有樣式的靜態表格,而日常需求中,面對批量的數據,我們當然不可能手動編寫整張表對應的代碼,對於數量較多的表格,我們可以配合Python中常用的列表推導來實現。

比如下面的例子:

app4.py

import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc
import pandas as pd
import numpy as np

fake_df = pd.DataFrame(np.random.rand(1000).reshape(200, 5))
fake_df.rename(lambda s: f'欄位{s}', axis=1, inplace=True) # 批量格式化列名

app = dash.Dash(__name__)

app.layout = html.Div(
    dbc.Container(
        dbc.Table(
            [
                html.Thead(
                    html.Tr(
                        [html.Th('行下標', style={'text-align': 'center'})] +
                        [
                            html.Th(column, style={'text-align': 'center'})
                            for column in fake_df.columns
                        ]
                    )
                ),
                html.Tbody(
                    [
                        html.Tr(
                            [html.Th(f'#{idx}', style={'text-align': 'center'})] +
                            [
                               html.Td(row[column], style={'text-align': 'center'})
                                for column in fake_df.columns
                            ]
                        )
                        for idx, row in fake_df.iterrows()
                    ]
                )
            ],
            striped=True,
            bordered=True
        ),
        style={
            'margin-top': '50px'  # 設置頂部留白區域高度
        }
    )
)

if __name__ == '__main__':
    app.run_server(debug=True)

在生成表頭和每行內容時應用列表推導,使得我們的代碼更加簡潔。

圖72.2.2 利用from_dataframe()快速渲染表格

上述的列表推導方式雖說已經簡潔了很多,但dash_bootstrap_components還提供了Table.from_dataframe()方法,可以直接傳入pandas數據框來快速製作簡易的靜態表格。

它的樣式相關參數與dbc.Table()一致,缺點是自定義表格內部元素樣式的自由度沒有前面列表推導高:

app5.py

import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc
import pandas as pd
import numpy as np

fake_df = pd.DataFrame(np.random.rand(1000).reshape(200, 5))
fake_df.rename(lambda s: f'欄位{s}', axis=1, inplace=True) # 批量格式化列名

app = dash.Dash(__name__)

app.layout = html.Div(
    dbc.Container(
        # 一行代碼渲染靜態表格
        dbc.Table.from_dataframe(fake_df, striped=True),
        style={
            'margin-top': '50px'  # 設置頂部留白區域高度
        }
    )
)

if __name__ == '__main__':
    app.run_server(debug=True)

圖83 自製簡易的資料庫查詢系統

在學習了今天的內容之後,我們就可以創建很多以表格為主體內容的web應用,典型如資料庫查詢系統,我們以Postgresql為例,配合pandas與sqlalchemy的相關功能,來快速打造一個簡單的資料庫查詢系統。

首先將本期附件中的所有數據表利用下面的代碼導入目標資料庫中:

圖9圖10

接著只需要配合Dash,短短的幾十行代碼就可以實現下面的效果:

圖11

對應代碼如下:

app6.py

import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc
import dash_core_components as dcc
from dash.dependencies import Input, Output, State
import pandas as pd
from sqlalchemy import create_engine

postgres_url = 'postgresql://postgres:填入你的密碼@localhost:5432/Dash'
engine = create_engine(postgres_url)

app = dash.Dash(__name__)

app.layout = html.Div(
    dbc.Container(
        [
            dbc.Row(
                [
                    dbc.Col(dbc.Button('更新資料庫信息', id='refresh-db', style={'width': '100%'}), width=2),
                    dbc.Col(dcc.Dropdown(id='db-table-names', placeholder='選擇庫中數據表', style={'width': '100%'}), width=4),
                    dbc.Col(dbc.Button('查詢', id='query', style={'width': '100%'}), width=1)
                ]
            ),
            html.Hr(),
            dbc.Row(
                [
                    dbc.Col(
                        id='query-result'
                    )
                ]
            )
        ],
        style={
            'margin-top': '50px'  # 設置頂部留白區域高度
        }
    )
)

@app.callback(
    Output('db-table-names', 'options'),
    Input('refresh-db', 'n_clicks'),
    prevent_initial_call=True
)
def query_data_records(n_clicks):

        # 提取目標表格並查詢其最多前500行記錄
        table_names = pd.read_sql_query("select tablename from pg_tables where schemaname='public'", con=engine)
        return [{'label': name, 'value': name} for name in table_names['tablename']]

@app.callback(
    Output('query-result', 'children'),
    Input('query', 'n_clicks'),
    State('db-table-names', 'value'),
    prevent_initial_call=True
)
def refresh_table_names(n_clicks, value):
    if value:
        query_result = pd.read_sql_query(f'select * from {value} limit 500', con=engine)

        return html.Div(dbc.Table.from_dataframe(query_result, striped=True), style={'height': '600px', 'overflow': 'auto'})
    else:
        return dash.no_update

if __name__ == '__main__':
    app.run_server(debug=True)

以上就是本文的全部內容,歡迎在評論區與我進行討論~

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