データベースを利用したウェブサイトの構築
SQLiteを利用したウェブサイト
SQLiteなどデータベース管理システムの多くは， C，C++，Perl，Ruby，Pythonなど様々なプログラミング言語で利用するためのライブラリ（またはAPI） が公開されています． ライブラリを導入することで，プログラムを介したレコードの追加・削除などの操作が可能となります． 今回は，Pythonのウェブサーバ機能を用いて，ウェブサイトでSQLiteのデータベースを操作するCGI(Common Gateway Interface)を実装することを目的とします．
Pythonのインストール
Windowsの場合
Windows版は，公式サイトからダウンロードしましょう． ここでは，ダウンロードするパッケージとして，embeddable zip file を選択するようにしてください．
MacOSの場合
MacOSでは，バージョン管理が容易な pyenv をインストールすると良いでしょう． pyenv のインストールはHomeBrewを利用します．
% brew install pyenv
pyenv をインストールしたら，利用可能なPythonのバージョンを調べます． ここでは，最新の3.8.0をインストールします（2020年1月21日時点）．
% pyenv install --list
% pyenv install 3.8.0
ソースファイルのダウンロード
SQLiteを利用するためのPythonのソースファイルはGitHubで公開しています． 下記のプロジェクトページで， Download ZIP をクリックし，ダウンロードしたファイルを展開してください．
データベースの確認
展開したフォルダにある db/students.db が今回利用するデータベース・ファイルです．
sqlite3コマンドを用いて，データベースの内容を確認しておきましょう．
データベースには，テーブル students が存在し，4件のレコードが登録されています．
各レコードは，id，name，grade という3つの属性で構成され，id が主キーです．
% sqlite3 students.db
sqlite> .table
students
qlite> .header on
sqlite> select * from students;
id|name|grade
A001|Iwashiro Hayato|2
A002|Iwamura Yuu|1
B003|Sugie Hiroko|3
C004|Senba Asuka|1
| id | name | grade |
|---|---|---|
| A001 | Iwashiro Hayato | 2 |
| A002 | Iwamura Yuu | 1 |
| B003 | Sugie Hiroko | 3 |
| C004 | Senba Asuka | 1 |
【students】
ウェブサーバの起動
Pythonのウェブサーバ機能（http.server）を利用します． ウェブサーバの設定は server.py に記述されています． CGIの設置ディレクトリ，ポート番号，IPアドレスなどの設定をしています．
from http.server import HTTPServer, CGIHTTPRequestHandler
class Handler(CGIHTTPRequestHandler):
# CGIを設置するディレクトリ
cgi_directories = ["/cgi-bin"]
# ポート番号
PORT = 8080
# IPアドレス
HOST = "127.0.0.1"
print("http://localhost:8080/cgi-bin/sql.py")
print("http://localhost:8080/cgi-bin/sql.py?id=A001")
# サーバの起動
httpd = HTTPServer((HOST, PORT), Handler)
httpd.serve_forever()
それでは，server.py を実行してみましょう．
% python server.py
http://localhost:8080/cgi-bin/sql.py
http://localhost:8080/cgi-bin/sql.py?id=A001
実行したらブラウザでhttp://localhost:8080/を開きます． 下記のように表示されれば，サーバは正しく動作しています．
データベースの表示
PythonのSQLiteライブラリを利用して，データベース（students.db）を表示します． Pythonのバージョン3以降は標準でSQLiteのライブラリが導入されています． データベースの操作は cgi-bin/sql.py に記述されています．
#! /anaconda3/bin/python
import sqlite3
import cgi
print ("Content-type:text/html\n\n")
print ("<html>")
print ("<body>")
print("<h1>SQLite on Web</h1>")
# データベース・ファイル
DB_FILE = "db/students.db"
# データベースへの接続
connection = sqlite3.connect(DB_FILE)
# カーソルの取得
cursor = connection.cursor()
# フォームの取得
form = cgi.FieldStorage()
# SQL文の開始
sql = "select * from students"
# IDによる検索
if "id" in form:
sql += " where id=\"" + form["id"].value + "\""
# SQL文の終了
sql += ";"
# SQLの実行
print("<h3>SQL: " + sql + "</h3>")
for record in cursor.execute(sql):
print("<p>" + str(record) + "</r>")
print ("</body>")
print ("</html>")
CGIを実行するには，Pythonの実行ファイルのパスを設定する必要があります． 一行目の #! の後に，環境に合わせたパスを記述してください．
#! /anaconda3/bin/python
設定したらブラウザでhttp://localhost:8080/cgi-bin/sql.pyを開きます． 下記のように表示されれば，CGIは正しく動作しています．
データベースの検索
条件を指定してデータベースから目的のレコードを検索してみましょう． CGIに条件となるデータを渡すには GETメソッド を用います． GETメソッドでは，URLの最後に ? を記述し，キー・バリューの組み合わせてデータを指定します（クエストリング）． ここでは，主キーである id を条件に用いて検索してみます．
http://localhost:8080/?key=value
ここでは，id が A001 となっているレコードを検索するため， ブラウザでhttp://localhost:8080/cgi-bin/sql.py?id=A001 を開きます． 下記のように表示されれば，CGIは正しく動作しています．
例題
sql.pyを修正し，下記の機能を追加しなさい．
- 検索結果を表形式（tableタグ）で表示
- gradeで検索
- nameを正規表現で検索