七十一、 数据库

71.1 数据库基本概念

• 数据（Data）

  • 能够输入计算机并能被计算机程序识别和处理的信息集合数据库 （Database）
  • 数据库是在数据库管理系统管理和控制之下，存放在存储介质上的数据集合

• 常用的数据库

1. 大型数据库Oracle公司是最早开发关系数据库的厂商之一，其产品支持最广泛的操作系统平台。目前Oracle关系数据库产品的市场占有率名列前茅。IBM 的DB2是第一个具备网上功能的多媒体关系数据库管理系统，支持包Linux在内的一系列平台。中型数据库Server是微软开发的数据库产品，主要支持windows平台。

2. 小型数据库mySQL是一个小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典MySQL AB公司，2008年被Sun公司收购，开放源码。

3. 基于嵌入式的数据库

   基于嵌入式Linux的数据库主要有SQLite, Firebird, Berkeley DB, eXtremeDBFirebird是关系型数据库,功能强大,支持存储过程、SQL兼容等SQLite关系型数据库,体积小,支持ACID事务Berkeley DB中并没有数据库服务器的概念，它的程序库直接链接到应用程序中 eXtremeDB是内存数据库,运行效率高

• SQLite3基础

  www.sqlite.org
  SQLite的源代码是C，其源代码完全开放。SQLite第一个Alpha版本诞生于2000年5月。 他是一个轻量级的嵌入式数据库。

SQLite有以下特性：

1. 零配置一无需安装和管理配置；
2. 储存在单一磁盘文件中的一个完整的数据库；
3. 数据库文件可以在不同字节顺序的机器间自由共享；
4. 支持数据库大小至2TB；
5. 足够小，全部源码大致3万行c代码，250KB；
6. 比目前流行的大多数数据库对数据的操作要快；

• 安装方式
  • 在线安装方式：

  1.确保虚拟机能联网
  2.更新更新源sudo apt-get update                 安装软件及开发环境sudo apt-get install sqlite3            --->sqlite3数据库软件sudo apt-get install libsqlite3-dev            --->sqlite3数据库开发支持库sudo apt-get install sqlitebrowser        --->sqlite3数据库操作软件
  

  安装成功后，终端输入以下指令，判断是否安装成功：

  sqlite3  my.db
  

  出现下列语句，标识安装成功，版本不一样无所谓，只要出现 sqlite> 即可

  	SQLite version 3.7.2         
  ​    Enter ".help" for instructions
  ​    Enter SQL statements terminated with a ";"
  ​    sqlite> 
  

  输入 ".quit "退出数据库，

  	linux@linux:~$ sqlite3 my.db
  ​    SQLite version 3.7.2
  ​    Enter ".help" for instructions
  ​    Enter SQL statements terminated with a ";"    sqlite> .quit
  ​    linux@linux:~$ 
  

71.2 sqlite3命令语句

sqlite3不区分大小写；

71.2.1 sqlite数据库创建

db     --》名字必须以.db结尾
如果sq.db存在则直接打开sq.db数据库，如果不存在则先创建再打开;
​
SQLite version 3.22.0 2018-01-22 18:45:57       版本无所谓
Enter ".help" for usage hints.
sqlite> 

71.2.2 系统命令

系统命令，需要以 . 开头，不需要以 ; 结尾
.quit   退出数据库
.exit   退出数据库
.help   显示帮助信息，获取所有系统命令;
​
.table  查看当前数据库下的所有表格;
.schema 查看表的结构

71.3 sql语句

以分号（;）结尾;不区分大小写;
没有char*类型，用char类型代替

71.3.1 创建表格

create table 表名 (字段名 数据类型, 字段名 数据类型);
create table if not exists 表名 (字段名 数据类型, 字段名 数据类型);
​
eg:CREATE TABLE stu (id int, name char, score float);CREATE TABLE if not exists stu1 (id int, name char, score float);
​
注意：数据库不支持严格的数据类型检查，数据类型写错了，创建是能够成功的，不会有错误提示;

71.3.2 删除表格

drop table 表名;
​
eg:drop table stu1;

71.3.3 插入记录

• 字符串类型可以使用单引号，也可以使用双引号

1) 全字段插入insert into 表名 values (数据1, 数据2, 数据3);eg:INSERT INTO stu VALUES (2, 'ls', 99);INSERT INTO stu VALUES (1, "zs", 59);注意：1.数据输入的顺序要与创建时候字段的顺序一致;

2) 部分字段插入insert into 表名 (字段名1, 字段名2) values (数据1, 数据2);eg:INSERT INTO stu (id, name) values (9, 'ww');注意：1.数据的顺序要与指定的字段名1，字段名2对应;

71.3.4 查看记录

• .header on 打开表头
• .mode column 对齐
• 在终端输入shell指令：sqlitebrowser sq.db 图形化界面

1) 查看所有记录select * from 表名;eg:SELECT * FROM stu;

2) 查看某几行select * from 表名 where 限制条件;逻辑与 and     逻辑或 oreg:SELECT * FROM stu WHERE id<3 AND score>90;SELECT * FROM stu WHERE id<2 OR id>3;

3) 查看某几列select 字段1, 字段2 from 表名;select 字段1, 字段2 from 表名 where 限制条件;eg:SELECT id, name FROM stu;SELECT id, name FROM stu WHERE score>90;

71.3.5 修改记录

update 表名 set 字段=数值 where 限制条件;
​
eg:UPDATE stu SET score=60 WHERE id=1;

71.3.6 删除记录

delete from 表名 where 限制条件;
​
eg:DELETE FROM stu WHERE id=1;delete from stu;    删除表格中的所有数据;

71.3.7 主键（primary key）

primary key 主键;
create table 表名(字段名 数据类型 primary key, 字段名 数据类型);
primary key主键：唯一标识表格中的每一条记录；例如：id字段为主键，当表格中有id==1的记录时，不允许再插入id为1的记录了;
eg：CREATE TABLE stu (id int PRIMARY KEY, name char, score float);
​
注意：主键的值必须唯一。每一张表格都应该设置一个主键，而且只能设置一个。

71.3.8 拷贝

从a中拷贝所有数据到b中：create table b as select * from a;
从a中拷贝指定字段到b中：create table b as select 字段，字段，字段 from a;
​CREATE TABLE stu1 AS SELECT * FROM stu;CREATE TABLE stu2 AS SELECT id, name, score FROM stu;

71.3.9 增加列

alter table 表名 add column 字段名 数据类型;alter table stu add column score int;

71.3.10 修改表名

alter table 旧表名 rename to 新表名;alter table stu rename to stuinfo;

71.3.11 修改字段名（列名）

不支持直接修改列名
1.将表重新命名（a改成b）alter table stuinfo rename to stu;
2.新建修改名字后的表（新建一个a）create table stuinfo (name char, age1 int, sex char, score int);
3.从旧表b中取出数据，插入到新表a中;insert into stuinfo select * from stu;

71.3.12 删除列

不支持直接删除列;
1.创建一个新表b,并复制旧表a需要保留的字段信息;create table stu as select name, age1, sex from stuinfo;
2.删除旧表a;drop table stuinfo;
3.修改新表b的名字a;alter table stu rename to stuinfo;

71.4 sqlite3 API

71.4.1 官网

https://www.sqlite.org/index.html

71.4.2 sqlite3的C - APIs

头文件：#include <sqlite3.h>
编译时候要加上-lsqlite3gcc a.c -lsqlite3

71.4.2.1 sqlite3_open

功能：打开一个数据库;
原型：int sqlite3_open(const char *filename,   /* Database filename (UTF-8) */sqlite3 **ppDb          /* OUT: SQLite db handle */);
参数：char *filename：指定要打开的数据库的路径及名字;sqlite3 **ppDb: 需要定义一个一级指针，取地址传入。等函数运行完毕后，该一级指针中会存储打开的数据库所加载在内存中的首地址；返回值：成功，返回0，SQLITE_OK;失败，返回error_code，注意不是errno，所以无法用perror打印错误信息;

71.4.2.2 sqlite3_close

功能：关闭数据库，同时释放数据库对应的内存空间
原型：int sqlite3_close(sqlite3 *db);
参数：sqlite3 *db：指定要释放的数据库的首地址;
返回值：成功，返回0，SQLITE_OK;失败，返回error_code，注意不是errno，所以无法用perror打印错误信息;

71.4.2.3 sqlite3_errmsg

功能：根据error_code获取对应的错误信息;
原型：const char *sqlite3_errmsg(sqlite3 *db);
参数：
返回值：获取到的错误信息;

71.4.2.4 sqlite3_errcode

功能：获取错误码
原型：int sqlite3_errcode(sqlite3 *db);
参数：
返回值：获取到的错误码

71.4.2.5 sqlite3_exec

功能：执行一条sql语句;
原型：int sqlite3_exec(sqlite3 *db,                                  /* An open database */const char *sql,                              /* SQL to be evaluated */int (*callback)(void*,int,char**,char**),     /* Callback function */void *arg,                                    /* 1st argument to callback */char **errmsg                                 /* Error msg written here */);
参数：sqlite3 *db：打开的数据库句柄指针;char *sql：要被执行的sql语句;int (*callback)(void*,int,char**,char**)：函数指针，该指针可以指向返回值是int类型，参数列表是(void*,int,char**,char**)函数该指针只有在sql语句是查询相关语句时候有效，其余时候填NULL;例如： int function(void*,int,char**,char**) {}  void *arg：传递给回调函数的第一个参数，char **errmsg：错误信息;                                                                                                                                                                                                                                    
返回值：成功，返回0，SQLITE_OK;失败，返回error_code，注意不是errno，所以无法用perror打印错误信息;

71.4.2.6 回调函数

The 2nd argument to the sqlite3_exec() callback function is the number of columns in the result. 
The 3rd argument to the sqlite3_exec() callback is an array of pointers to strings obtained as if from sqlite3_column_text(), one for each column. 
If an element of a result row is NULL then the corresponding string pointer for the sqlite3_exec() callback is a NULL pointer. 
The 4th argument to the sqlite3_exec() callback is an array of pointers to strings where each entry represents the name of corresponding result column as obtained from sqlite3_column_name().

int callBack(void *arg, int ncolumns, char **column_text, char **column_name)
功能：每当有一条满足条件的记录时，该回调函数就会被调用一次;
参数：void *arg：sqlite3_exec函数的第四个参数传入的;int ncolumns：查询结果的列数;char **column_text：该二级指针指向一个指针数组，该数组中的每一个元素都是char*类型，每个char*元素指向的是查询到的内容。char **column_name：该二级指针指向一个指针数组，该数组中的每一个元素都是char*类型，每个char*元素指向的是列的名字;  
返回值：必须返回0，该返回值是返回给sqlite3_exec的，若不返回0，则让sqlite3_exec认为回调函数运行失败，从而导致sqlite3_exec函数运行失败;                

71.4.2.7 sqlite3_get_table

71.4.2.1

功能：执行查询相关的sql语句;
原型：int sqlite3_get_table(sqlite3 *db,          /* An open database */const char *zSql,     /* SQL to be evaluated */char ***pazResult,    /* Results of the query */int *pnRow,           /* Number of result rows written here */int *pnColumn,        /* Number of result columns written here */char **pzErrmsg       /* Error msg written here */);
参数：sqlite3 *db：;char *zSql：要被执行的sql语句，且只能是查询相关的sql语句;char ***pazResult：该三级指针指向的二级指针最终会存储查询到的结果的首地址;int *pnRow：该一级指针指向的普通变量最终会存储查询结果的行数;int *pnColumn：该一级指针指向的普通变量最终会存储查询结果的列数;char **pzErrmsg：错误信息;
返回值：成功，返回0，SQLITE_OK;失败，返回error_code，注意不是errno，所以无法用perror打印错误信息;

71.4.2.8 sqlite3_free_table

功能：释放sqlite3_get_table获取到的查询内容
原型：void sqlite3_free_table(char **result);
参数：
返回值：

71.4.2.9 示例代码

#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>int do_insert(sqlite3* db);
int do_select(sqlite3* db);int main(int argc, const char *argv[])
{//创建并打开数据库sqlite3* db = NULL;if(sqlite3_open("./my.db", &db) != SQLITE_OK){fprintf(stderr, "sqlite3_open: %d : %s  __%d__\n", \sqlite3_errcode(db), sqlite3_errmsg(db), __LINE__);return -1;}printf("database open success __%d__\n", __LINE__);//创建一张表格 "create table stu (id int, name char, score float);"//数据库中sql语句怎么写，代码中sql语句就怎么写，最后的;可以省略不写;char sql[128] = "create table if not exists stu (id int, name char, score float);";char* errmsg = NULL;if(sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &errmsg) != SQLITE_OK){fprintf(stderr, "sqlite3_exec: %s __%d__\n", errmsg, __LINE__);return -1;}printf("create table stu success __%d__\n", __LINE__);char choose = 0;while(1){printf("----------------------\n");printf("--------1. 插入-------\n");printf("--------2. 删除-------\n");printf("--------3. 修改-------\n");printf("--------4. 查询-------\n");printf("--------5. 退出-------\n");printf("----------------------\n");printf("请输入>>> ");choose = getchar();while(getchar()!=10);switch(choose){case '1':do_insert(db);break;case '2'://do_delete();break;case '3'://do_update();break;case '4':do_select(db);break;case '5':goto END;}}END://关闭数据库if(sqlite3_close(db) != SQLITE_OK){fprintf(stderr, "sqlite3_close: %d : %s  __%d__\n", \sqlite3_errcode(db), sqlite3_errmsg(db), __LINE__);return -1;}printf("database close success __%d__\n", __LINE__);return 0;
}int do_select(sqlite3* db)
{char sql[128] = "select * from stu;";char** pres = NULL;int row, column;char* errmsg = NULL;if(sqlite3_get_table(db, sql, &pres, &row, &column, &errmsg) != SQLITE_OK){fprintf(stderr, "sqlite3_get_table: %s __%d__\n", errmsg, __LINE__);return -1;}printf("查询完毕\n");printf("row=%d column=%d  pres=%p\n", row, column, pres);//pres中包含表头的那一行for(int i=0; i<(row+1)*column; i++){printf("%s\t", pres[i]);if((i+1)%column == 0)putchar('\n');}printf("===================\n");for(int i=0; i<row+1; i++){for(int j=0; j<column; j++){printf("%s\t", pres[(i*column)+j]);}putchar(10);}//释放内存空间sqlite3_free_table(pres);return 0;
}#if 0
//查询时候的回调函数
//每当有一条满足条件的记录时，该回调函数就会被调用一次;
int callBack(void *arg, int ncolumns, char **column_text, char **column_name)   //void* arg = &flag;
{//满足条件的列数//printf("%d __%d__\n", ncolumns, __LINE__);if(0 == *(int*)arg){//表头for(int i=0; i<ncolumns; i++){printf("%s\t", column_name[i]);}putchar(10);*(int*)arg = 1;}//查询结果for(int i=0; i<ncolumns; i++){printf("%s\t", column_text[i]);}putchar(10);return 0;   //必须返回0，该返回值是返回给sqlite3_exec的，//若不返回0，则让sqlite3_exec认为回调函数运行失败，//从而导致sqlite3_exec函数运行失败;
}int do_select(sqlite3* db)
{char sql[128] = "select * from stu;";char* errmsg = NULL;int flag = 0;if(sqlite3_exec(db, sql, callBack, &flag, &errmsg) != SQLITE_OK){fprintf(stderr, "sqlite3_exec: %s __%d__\n", errmsg, __LINE__);return -1;}printf("select stu success __%d__\n", __LINE__);return 0;
}
#endifint do_insert(sqlite3* db)
{int id;char name[20];float score;printf("请输入id name score >>> ");scanf("%d %s %f", &id, name, &score);while(getchar()!=10);char sql[128] = "";char* errmsg = NULL;sprintf(sql, "insert into stu values(%d, \"%s\", %g);", id, name, score);printf("sql = %s\n", sql);if(sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &errmsg) != SQLITE_OK){fprintf(stderr, "sqlite3_exec: %s __%d__\n", errmsg, __LINE__);return -1;}printf("insert into stu success __%d__\n", __LINE__);return 0;
}