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数据库初级入门sqlite3版本

2023-11-20

0.数据库大纲

数据库是什么 ?
如何在在命令行使用SQL语句操作数据库 ?

如何在C/C++程序中操作数据库

1.数据库和数据库管理系统及数据库系统

数据库是一个存储数据(电子化表格)的仓库.

数据库, 简单来说可以看做是一个电子化的文件柜,—> 存储电子文件的工具,

用户可文件中的数据进行 , 增 , 删 , 改 , 查等操作.

其实我们常说的"数据库" 值的是 “数据管理系统”.

数据库(DataBase) :存储数据(电子化表格)的仓库.

数据库管理系统(DBMS DataBase Management System) : 数据库对外操作数据的接口.

数据库系统(DBS DataBase System) : 带有数据库的计算机系统, 一般由数据库,数据库管理系统

(及其开发工具),相关的硬件,软件和各类人员组成.

数据库系统 包含 数据库 和 数据库管理系统.

数据库管理系统(DBMS)是为数据库设计的计算机软件,一般都是可以对数据进行, 增 , 删 , 改 , 查等操作.

我们数据库(DB) 和 数据库管理系统(DBMS) 之间的关系和现实中 :

​ excel中学生表(多个表) 和 excel关系.

1.关系型数据库(Relational Database)

关系型数据库是创建在关系模型(E-R模型)基础上的数据库(数据和数据是存在关系的)关系 ? 表格

表 是行和列的形式组织起来的数据的集合;

关系型数据库是由多个表组成的数据库.

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yACgTkaP-1667307229748)(…/3-pic/image-20221101093019425.png)]

行 : 一条完整的记录 , 包含多个不同的属性.

列 : 具有相同属性的数据集合 .

表中的每一行称为一条记录 , 一列称为一个字段(属性), 每一列的标题称为字段名.

如果给关系型数据库中的每一个关系取一个名字 , 则一个有n个字段的关系表可以表示为 :

​ 关系表名(字段1 , 字段2 , 字段3 , … , 字段n);

​ 如 : 学生信息表(学号 , 姓名 , 地址 , 班级)

常用的关系型数据库(数据库管理系统有很多)

​ Oracle

​ Mysql

​ Sqlite3 轻量级的开源的关系型数据库 , 很适合在嵌入式设备上使用

​ SQL server

​ DB2

关系型表格如何创建 ?

E-R模型(可以描述现实生活中的关系模型)

实体-关系模型

实体-关系模型图 ,由三个部分组成 :

​ 实体 : 客观存在的事物, 用矩形表示 , 如 : 学生 ,成绩

​ 联系 : 实体之间的联系, 用菱形表示 , 如 : 考试

​ 属性 : 实体所具有的某一个属性 ,用椭圆表示 ,如 : 学号, 姓名

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一般来说 ,一个实体就会对应一个表格 ,实体的属性就是对应表格中的字段 ,多个表格可以通过 主键 和 外键相互联系

  • 主键

    关系型数据库中一条记录中有若干个属性 ,若一个属性能唯一的标识一条记录.

    该属性就可以设置成一个主键.

    如 :

    ​ 学生信息表(学号 ,姓名 ,地址 ,班级)

    ​ 其中每一个学生的学号是唯一的, 学号就是学生表中的一个主键.

    ​ 课程表(课程编号 ,任课老师 ,开课时间)

    ​ 其中的课程编号是唯一的,课程编号就是课程表中的一个主键

    成绩表中单一的一个属性无法唯一标识一条记录 , 学号 和 科目的组合可以

    唯一标识一条记录 , 主键可以是属性的集合.

  • 外键

    在当前表中不是主键 ,但是在其他表中是主键.

    成绩表中的学号不是成绩表的主键 ,但是他和学号表中的学号是对应的,

    并且学生表中的学号是学生表的主键 ,则把成绩表中的学号叫做学生表的外键.

主键 和 外键主要是维护关系数据的完整性.

​ a . 主键能在当前表中唯一标识一条一条记录.

​ b.外键是用于和另外一张表的关联.

2.关系型数据库语言 SQL语言

SQL (Structtured Query Language)结构化的查询语言 ;

是一种通用的功能强大的关系型数据库语言 .

结构化的查询语言包含六个部分 :

  1. 数据查询语言 DQL Data Quary Language

    从数据库中获取/查询数据(SELECT)

    1. 数据库的操作语言 DML Data Manipulation Language

    用来操作数据库中的用户数据 ,包括增加数据(INSERT) ,删除数据(DELETE) ,

    修改数据(UPDATE)

    1. 事物处理语句

    确保DML语句的作业及时的更新到数据库中;

    1. 数据控制语言 DCL

    2. 数据定义语言 DDL Data Define Language

    用来操作数据库中的元数据

    包括创建一个表 ,删除一个表 , 修改一个表中的字段.

    1. 指针控制语言

数据查询语言 DQL Data Quary Language

​ 从数据库中获取/查询数据(SELECT)

数据库的操作语言 DML Data Manipulation Language

​ 用来操作数据库中的用户数据 ,包括增加数据(INSERT) ,删除数据(DELETE) ,

​ 修改数据(UPDATE)

数据定义语言 DDL Data Define Language

​ 用来操作数据库中的元数据

​ 包括创建一个表 ,删除一个表 , 修改一个表中的字段.

所有的SQL语句都是在命令行中执行的
执行sqlite3命令就要进入sqlite3命令行
sqlite3  
.help
.quit
.exit 退出sqlite3的程序

(1) 创建一个sqlite数据库(里面没有数据)对象

终端 :

sqlite3 数据库对象名字  //打开或创建一个数据库
 如 : sqlite3 test.db

通过SQL语句操作数据库都是在sqlite3的命令行程序中 :

注意 :

a.在sqlite3命令下面 ,SQL语句以分号(" ; ")结束

b.SQL语句支持大小写 ,但是在实际使用中建议使用大写 ;

​ 因为所有的语句在执行的时候 ,都是先转换为大写的形式.

(2) 在数据库对象(test.db)中创建一个表

CREATE TABLE : 用来创建一个关系表

语法 :

CREATE TABLE 表名(
	列名1 数据类型 "约束",
 列名2 数据类型 "约束",
 列名3 数据类型 "约束",
 ...
 列名n 数据类型 "约束"   
);

表名 : 数据库中关系表的名字
列名 : 关系表中的字段名
数据类型 : 说明字段中的数据的类型
 integer(size) 此字段必须为整数 size规定数字的最大的位数
 int(size)
 smallint(size)
 ...
 
 decimal(size,d)
 容纳带小数的数字,size规定数字的最大位数,d表示小数点右侧的最大位数
 float
 double
 real
 
 char(size) 固定从长度的字符串 ,size规定字符串的长度
 
 varchar(size) 可变长度的字符串,size规定字符串的最大长度
 text
 
 data 日期
	2022/11/1
 2022-11-1
 
约束 :
	NOT NULL 此字段不能为空
 UNIQUE   此字段唯一(不能重复)
 PRIMARY KEY 主键 ,主键必须是 NOT NULL AND UNIQUE
 FOREGIN KEY 外键 ,这一列在其他表中是主键,在自己的表中不是主键
 CHECK 用于限制数据的范围
 CHECK SCORE>=0 AND SCORE<=100

例子 : 在test.db中创建一个学生表

​ STUINFO(学号 ,名字 ,地址 ,分数)

CREATE TABLE STUINFO(
	NUM int(4) PRIMARY KEY,
 NAME varchar(255) NOT NULL,
 ADDR varchar(255) NOT NULL,
 SCORE real(4) CHECK(SCORE>=0 AND SCORE<=100)
);

CREATE TABLE STUINFO(NUM int(4) PRIMARY KEY,NAME varchar(255) NOT NULL,ADDR varchar(255) NOT NULL,SCORE real(4) CHECK(SCORE>=0 AND SCORE<=100));

CREATE TABLE STU(NUM int(4) PRIMARY KEY,NAME varchar(255) NOT NULL,ADDR varchar(255) NOT NULL,SCORE real(4) CHECK(SCORE>=0 AND SCORE<=100));

查询数据库中的表格

.table

查看表格的结构

.schema

删除数据库中的一个表

语法 :

DROP TABLE 表名;
	如 : DROP TABLE STUTEST;

修改表的结构 :

a . 修改表名

ALTER TABLE 表名 RENAME TO 新名字;
	如 : ALTER TABLE STU RENAME TO STUINFO;

b . 增加字段

ALTER TABLE 表名 ADD 字段名 字段类型;
	如 : ALTER TABLE STUINFO ADD TEL INT;//在STUINFO中增加一个新的字段

(3) 向表中插入新行(一条新的记录)

INSERT INFO : 用于向表格插入新行

语法 :

INSERT INFO 表名 VALUES(值1,值2,...,值n);
INSERT INFO 表名(字段1,字段2,...) VALUES(值1,值2,...,值n);
	如 : 
		INSERT INTO STUINFO VALUES(1,"zhangsan","cs",88,10086);
		INSERT INTO STUINFO(NUM,NAME,ADDR,SCORE) VALUES(2,"lisi","cs",89);

(4) SELECT用于从表中选取数据 ,把结果列举出来

语法 :

SELECT 列名1,列名2... FROM 表名 WHERE 列 运算符 值;

SELECT * FROM 表名;//查看表中所有的信息
	如 : SELECT * FROM STUINFO;

INSERT INTO STUINFO VALUES(3,"wangwu","bj",68,10000);
INSERT INTO STUINFO VALUES(4,"zhaoliu","jx",99,119);

运算符 :

= 等于
<> 不等于
> 大于
< 小于
BETWEEN AND
    SELECT * FROM STUINFO WHERE NUM=1;//查看学号为1的学生信息
	SELECT * FROM STUINFO WHERE NUM<>1;//查看学号不为1的学生信息
	SELECT * FROM STUINFO WHERE NUM>3;//查看学号大于3的学生信息

	//查看学生表中学号为2-4之间的学生信息
	SELECT * FROM STUINFO WHERE NUM BETWEEN 2 AND 4;

WHERE 表示条件查询
    如果有多个条件 :
		AND 并且
        OR  或者
    //查看学号为2或者电话为10086的学生信息
    SELECT * FROM STUINFO WHERE NUM=2 OR TEL=10086;

	限定 + 排序
    SELECT * FROM 表名 ORDER BY 字段 ASC/DESC
        
    //查看学生表中根据分数降序排序的前三条记录
    SELECT * FROM STUINFO ORDER BY SCORE DESC LIMIT 3;

	查找模糊值(like)
    //查找姓zhang的学生信息
    SELECT NAME,NUM,TEL FROM STUINFO WHERE NAME LIKE 'zhang%';
	SELECT NAME,NUM,TEL FROM STUINFO WHERE NAME LIKE '%i%';

(5) 多表查询–多表连接

CREATE TABLE KCB(NUM INT,KCH INT PRIMARY KEY,NAME VARCHAR,SCORE REAL);
INSERT INTO KCB VALUES(1,1,"yuwen",89);
INSERT INTO KCB VALUES(1,2,"shuxue",68);
INSERT INTO KCB VALUES(1,3,"yingyu",70);

语法 :

SELECT 表名.列名1,表名.列名2... FROM 表名1,表名2 WHERE 列 运算符 值;

如果在多表查询中不指定连接条件,就会自动的连接,导致将一个表中所有的行
 都连接到另一个表中所有的行上面 --- 卡迪尔积
如果第一个表中有50行,第二个表中有10行,得到的结果就有500
多表查询的时候,实际上是从产生的"卡迪尔积"的结果中得到满足条件的记录.
 

SELECT STUINFO.NUM,STUINFO.NAME,STUINFO.ADDR,KCB.NUM,KCB.KCH,KCB.SCORE FROM STUINFO,KCB;

SELECT STUINFO.NUM,STUINFO.NAME,STUINFO.ADDR,KCB.NUM,KCB.KCH,KCB.SCORE FROM STUINFO,KCB WHERE STUINFO.NUM=KCB.NUM;

.header on //列举结果的时候,会显示表头
.mode colum //按照列的方式显示结果

这样看起来会顺眼一些

在这里插入图片描述

SQL语句 ,需要掌握的有 :

创建一个表
CREATE TABLE
删除一个表
DROP TABLE
修改一个表的元数据
ALTTER TABLE
查询数据
SELECT
增加表中的用户数据
INSERT INTO
删除表中的用户数据
DELETE FROM
修改表中的用户数据
UPDATE

4.数据库对C/C++的API接口

通过C/C++程序去操作数据库

在这里插入图片描述

如何通过API函数接口 ,执行SQL语句

Sqlite3的API函数接口的核心部分 :

​ 两大对象 和 八大函数

  • 两大对象

    数据库连接对象(The Database Connection Object)

    数据库连接句柄/数据库自己的文件描述符 ,表示一个已经打开的数据库

    sqlite3 * 代表你打开的那一个sqlite3的数据库文件(test.db);

    后续对数据库的所有操作都需要通过这个连接对象.

    SQL语句对象(The prepare Statement Object)

    sqlite3_stmt

    就是一条准备好的SQL语句.

    操作数据库的标准语言就是SQL语句 ,在这里 ,使用准备好的SQL语句对象

    表示的SQL语句去操作数据连接对象表示的数据库.

  • 利用SQL语句操作数据库的流程(八大函数)

    1.建立连接

    2.打开/创建一个数据

    sqlite3_open();//打开或创建一个sqlite3的数据库连接对象

    3.利用SQL语句对象操作数据库

    sqlite3_prepare_v2();//准备一个SQL语句对象
sqlite3_bind_*();//绑定参数
sqlite3_step();//执行sql语句
sqlite3_column();//输出查询到的数据库的数据
sqlite3_finalize();//释放资源,销毁SQL语句对象

sqlite3_exec();

    4.关闭数据库

    sqlite3_close();//关闭一个数据库连接对象

5.具体的API函数的使用

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hipXwlnD-1667980048382)(…/3-pic/image-20221102102404172.png)]

(1) 打开数据

sqlite3_open

sqlite3 * 代表你打开的那一个sqlite3的数据库文件(test.db) ,

后续对数据的所有操作都需要通过这个连接对象.

SQLITE_API int sqlite3_open(
const char *filename,   /* Database filename (UTF-8) */
sqlite3 **ppDb          /* OUT: SQLite db handle */
);
	filename : 要打开的sqlite3的数据库名字(带路径)
 ppDb : 二级指针,用来保存打开的数据库的连接对象(连接句柄)
     	ppdb指向的内存是用来保存打开的数据库对象的地址.
 返回值 :
		成功 返回SQLITE_OK
     失败 返回其他值

(2) 关闭一个sqlite3数据库连接对象

sqlite3_close

SQLITE_API int sqlite3_close(sqlite3*);
	参数为你要关闭的数据库指针

(3) 关于SQL语句对象的API函数(准备)

sqlite3_stmt 这个结构体来描述一个SQL语句对象

我们的应用程序都是通过SQL语句对象去发送SQL语句的.

sqlite3_stmt * stmt;//SQL语句对象的指针
sqlite3_prepare_v2();//准备一个SQL语句

SQLITE_API int sqlite3_prepare_v2(
sqlite3 *db,            //数据库连接对象,语句作用在哪一个数据库上

const char *zSql,       //要执行的原始的sql语句的字符串形式
int nByte,              //原始sql语句的长度
sqlite3_stmt **ppStmt,  //OUT: 用来保存解析后的SQL语句对象
const char **pzTail     //OUT: 指向原始的sql语句中未使用的部分
);
	nByte : 原始sql语句的长度(原始语句可以包含多条SQL语句)
     <0 :编译到zSql指向的sql语句的第一个'\0'为止.
     >0 :编译到zSql指向的sql语句的nByte指定的字节为止.
     =0 :什么都不编译.
         
 ppStmt : 二级指针,用来保存解析后的SQL语句对象的地址
     要改变指针变量的值,指针不在作用范围内,只能间接访问,把指针变量的地址
     传入函数,在函数的内部就可以改变指针变量的值.
     在函数内部,可能会让指针变量指向一个准备好的SQL语句对象.
 pzTail :二级指针,用来指向原始的SQL语句总未使用的部分(如果不需要,也就是
             说zSql指向的字符串中只有一条SQL语句,则可以指定为NULL);

		可以实现一个字符串中写多条SQL语句,准备一条语句后,指针指向的位置为未使用的部分.
         
         sqlite3_stmt * stmt;//SQL语句对象的指针
			const char *p = NULL;
			
			sqlite3_prepare_v2(test.db,str,-1,&stmt,&p);
			在函数执行完毕后,stmt指向准备好的SQL语句对象
         p指向str中未使用的部分.
             
  返回值 :
		成功 返回SQLITE_OK
     失败 返回其他值

(4) 执行一条准备好的SQL语句(SQL语句对象)

sqlite3_step

SQLITE_API int sqlite3_step(sqlite3_stmt*);
		stmt : 指针,指向你准备好的SQL语句对象,也是你要执行的SQL语句对象
     返回值 :
			成功 返回SQLITE_DONE
         失败 返回其他值

(5) 释放资源

sqlite3_finalize

SQLITE_API int sqlite3_finalize(sqlite3_stmt *pStmt);

在prepare的时候,很有可能让stmt指针指向了动态分配的内存空间,通过函数释放所有的资源.

  • <1> pzTail :二级指针,用来指向原始的SQL语句总未使用的部分(如果不需要,也就是
    说zSql指向的字符串中只有一条SQL语句,则可以指定为NULL);

  • <2> 从标准输入往数据库中添加数据

  • <3> 读取文件数据并添加到数据库中

  • <4> 通过绑定索引值往数据库中添加数据

(6) 一步查询的执行操作(sqlite3_exec)

sqlite3_exec()接口[sqlite3_prepare_v2 , sqlite3_step , sqlite3_finalize ]集合,他可以

让应用程序运行多个SQL语句 ,而不必使用大量的C语言代码.

SQLITE_API int sqlite3_exec(
sqlite3*,     //数据库连接对象
const char *sql, //是一条你要执行的SQL语句
int (*callback)(void*,int,char**,char**),  //回调函数,只有在SELECT的时候才有用
void *,   //回调函数的第一个参数
char **errmsg  //出错信息的指针
);

int (*callback)(void*,int,char**,char**)
 函数指针,执行你要执行的函数,函数的返回值为int,有四个参数
 
 当调用sqlite3_exec 去执行SELECT语句的时候,就会执行这个回调函数,
	主要作用是处理SELECT的结果信息.

int (*callback)(void*,int,char**,char**)
 回调函数参数的详细信息 :
	
	第一个参数是指针,可以传入用户自己的数据
 第二个参数是执行SELECT语句后,查询到结果的列数
 第三个参数是一个指向字符串的指针数组,就是结果数据的每一列信息
 第四个参数是一个指向字符串的指针数组,就是结果数据每一列的表头信息

sqlite3_exec参数详解 :

第一个参数是你要操作的数据连接对象
第二个参数是以分号分隔的SQL的原始语句

第三个参数如果为空,表示没有回到函数,如果不为空,在执行SELECT语句的时候
会调用回调函数,回调函数主要是处理SELECT查询到的结果
 
第三四个参数作为回调函数的第个参数(作用用户自定义)
 
第五个参数不为NULL,则将错误信息写入[sqlite3_nalloc]分配内存中,
并且让第五个参数指向的分配的内存,为了避免内存泄漏,应用程序在处理完
错误信息后,通过sqlite3_free释放第五个参数指向的内存.

只有在执行SELECT语句的时候,才需要回调函数

SELECT有多少条记录,就会执行多少次回调函数

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