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Linux下数据库相关知识点及SQLite3相关知识，和callback回调函数

article 2024/11/19 20:20:38

一、Linux下数据库相关知识点

1. 常见数据库管理系统 (DBMS)
- 关系型数据库：
- MySQL/MariaDB：广泛使用的开源关系型数据库，支持复杂查询、事务、存储过程等。
- PostgreSQL：功能强大的开源关系型数据库，支持复杂数据类型和高级查询功能。
- SQLite：轻量级、嵌入式的关系型数据库，常用于本地存储，如移动应用、桌面应用等。
- Oracle Database：商业关系型数据库，支持复杂的企业级应用。

- 非关系型数据库 (NoSQL)：
- MongoD：基于文档的NoSQL数据库，使用JSON格式存储数据。
- Redis：键值对存储系统，支持丰富的数据结构，常用于缓存、消息队列等场景。
- Cassandra：分布式NoSQL数据库，适合处理大量的数据和高可用性要求。

2. 数据库的基本概念
- 数据库 (Database)：存储结构化数据的容器，包含多个表。
- 表 (Table)：数据库中的一个二维数据结构，由行（记录）和列（字段）组成。
- 字段 (Field)：表中的一个数据列，定义了数据的类型和名称。
- 记录 (Record)：表中的一行数据，每一行代表一个完整的数据实体。
- 主键 (Primary Key)：唯一标识表中每条记录的字段或字段组合。
- 外键 (Foreign Key)：表中的一个字段或字段组合，用于建立与另一个表的关系。
- 索引 (Index)：用于加速数据检索的数据库结构。
- 查询 (Query)：从数据库中检索数据的操作，通常使用SQL语句。

3. 数据库操作的基本命令
- 创建数据库：`CREATE DATABASE database_name;`
- 创建表：`CREATE TABLE table_name (column1 datatype, column2 datatype, ...);`
- 插入数据：`INSERT INTO table_name (column1, column2, ...) VALUES (value1, value2, ...);`
- 查询数据：`SELECT column1, column2 FROM table_name WHERE condition;`
- 更新数据：`UPDATE table_name SET column1 = value1 WHERE condition;`
- 删除数据：`DELETE FROM table_name WHERE condition;`
- 删除表：`DROP TABLE table_name;`

4. 备份与恢复
- 备份：
- MySQL/MariaDB：`mysqldump -u username -p database_name > backup.sql`
- PostgreSQL：`pg_dump database_name > backup.sql`
- 恢复：
- MySQL/MariaDB：`mysql -u username -p database_name < backup.sql`
- PostgreSQL：`psql database_name < backup.sql`

二、SQLite3相关知识

1. SQLite3简介
- 嵌入式数据库：SQLite是一个轻量级、无服务器、嵌入式的关系型数据库管理系统，它将整个数据库存储在单个文件中，无需独立的服务器进程。
- 自包含：SQLite数据库引擎是一个库，它可以嵌入到任何应用程序中，不需要安装和配置。
- 高效且易用：SQLite非常适合嵌入式系统、移动应用和小型项目，不需要配置，开箱即用。

2. SQLite3的基本操作
- 创建数据库：SQLite数据库是一个文件，可以通过简单的命令创建：
```bash
sqlite3 database_name.db

如果 `database_name.db` 文件不存在，SQLite会自动创建它。

- 创建表：
```sql
CREATE TABLE table_name (
id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
column1 TEXT,
column2 INTEGER
);

- 插入数据：
```sql
INSERT INTO table_name (column1, column2) VALUES ('value1', 123);

- 查询数据：
```sql
SELECT column1, column2 FROM table_name WHERE condition;

- 更新数据：
```sql
UPDATE table_name SET column1 = 'new_value' WHERE condition;

- 删除数据：
```sql
DELETE FROM table_name WHERE condition;

- 关闭数据库：在SQLite命令行工具中输入 `.quit` 或 `exit` 关闭数据库连接。

3. SQLite的特殊功能
- 事务 (Transaction)：SQLite支持ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）事务，可以通过 `BEGIN TRANSACTION`、`COMMIT` 和 `ROLLBACK` 来管理。
- 内存数据库：SQLite可以创建一个完全在内存中运行的数据库，适合临时数据存储，使用 `:memory:` 作为数据库名称。
- SQL的扩展支持：SQLite支持标准SQL的大部分功能，并提供了一些扩展，如 `AUTOINCREMENT`、 `UNIQUE` 和 `CHECK` 约束。

4. 常用SQLite命令
- 列出所有表：`.tables`
- 显示表结构：`.schema table_name`
- 导入数据：`.import file_name table_name`
- 导出数据：`.output file_name`，然后执行查询或 `.dump` 导出整个数据库

5. 安全与加密
- 加密数据库：SQLite本身不支持加密，但可以使用 `SQLCipher`（一个SQLite的扩展）来加密数据库文件，确保数据安全。

6. 性能优化
- 使用索引：通过在查询常用的列上建立索引来提高查询速度。
- 减少事务：一次提交多个插入操作，可以显著提高性能。
- 合并相似查询：通过优化SQL查询来减少数据库访问次数，减少I/O操作。

以下是一个通用的函数参数及其解释的示例。假设有一个处理SQLite数据库的函数 `insert_into_database`，它将数据插入到指定的表中。

函数定义

void insert_into_database(sqlite3 *db, const char *table_name, const char *word, const char *meaning);

参数解释

1. `sqlite3 *db`
- 类型：`sqlite3 *`
- 描述：指向SQLite数据库连接对象的指针。在调用 `sqlite3_open` 函数时，数据库连接对象被创建，并在之后的所有数据库操作中使用此对象。
- 用途：用于指定要对哪个数据库执行操作。

2. `const char *table_name`
- 类型：`const char *`
- 描述：表示目标表的名称的字符串。`const` 修饰符表示函数不会修改传入的字符串内容。
- 用途：用于指定要将数据插入到哪个表中。表名应与数据库中已经创建的表名一致。

3. `const char *word`
- 类型：`const char *`
- 描述：表示要插入的单词的字符串。同样，`const` 修饰符表示传入的字符串内容不会在函数内被修改。
- 用途：这是插入操作中的数据部分，即将此单词插入到指定的表的相应列中。

4. `const char *meaning`
- 类型：`const char *`
- 描述：表示单词的意思的字符串。它是与单词关联的解释或定义。
- 用途：用于存储单词的解释或定义，并将其插入到表中的相应列中。

函数示例
假设我们有一个表 `words`，包含两列 `word` 和 `meaning`。以下是 `insert_into_database` 函数的示例实现：

void insert_into_database(sqlite3 *db, const char *table_name, const char *word, const char *meaning) {
char *err_msg = 0;
char sql[512];

// 创建SQL插入语句
sprintf(sql, "INSERT INTO %s (word, meaning) VALUES ('%s', '%s');", table_name, word, meaning);

// 执行SQL插入操作
int rc = sqlite3_exec(db, sql, 0, 0, &err_msg);

// 错误处理
if (rc != SQLITE_OK) {
fprintf(stderr, "SQL error: %s\n", err_msg);
sqlite3_free(err_msg);
}
}

使用示例

int main() {
sqlite3 *db;
sqlite3_open("words.db", &db);

insert_into_database(db, "words", "abacus", "n. frame with beads that slide along parallel rods, used for teaching numbers to children");

sqlite3_close(db);
return 0;
}

`callback` 参数，是可以用在SQLite数据库操作中的回调函数。下面是一个有关回调函数的例子，包含参数及其解释。

回调函数的定义
假设我们定义了一个回调函数，用于在查询SQLite数据库时处理返回的结果。

int callback(void *data, int argc, char **argv, char **azColName);

参数解释

1. `void *data`
- 类型：`void *`
- 描述：用户自定义的数据指针，可以传递任何类型的数据。在调用 `sqlite3_exec` 时，可以通过该参数传递额外信息到回调函数中。如果不需要传递额外数据，可以传递 `NULL`。
- 用途：允许在回调函数中使用外部的数据或状态信息。常用于在多次回调中累积结果或传递上下文信息。

2. `int argc`
- 类型：`int`
- 描述：表示查询结果中的列数。在每次回调时，`argc` 表示当前记录的字段数（即列的数量）。
- 用途：用于遍历查询结果中的每一列，可以与 `argv` 和 `azColName` 参数配合使用来处理查询结果。

3. `char **argv`
- 类型：`char **`
- 描述：包含当前记录中每个字段的值的数组。数组中的每个元素是一个字符串，表示查询结果中的每个字段的值。如果字段的值为 `NULL`，则该元素指向 `NULL`。
- 用途：用于获取每个字段的具体值，通常在 `argc` 的范围内迭代处理。

4. `char **azColName`
- 类型：`char **`
- 描述：包含字段名的数组。数组中的每个元素是一个字符串，表示查询结果中每个字段的名称。
- 用途：用于获取每个字段的名称，与 `argv` 结合使用时，可以生成类似于 `字段名 = 字段值` 的输出格式。

回调函数的示例实现

下面是一个示例回调函数，用于打印查询结果的每一行数据：

int callback(void *data, int argc, char **argv, char **azColName) {
int i;
fprintf(stderr, "%s: \n", (const char*)data);

for (i = 0; i < argc; i++) {
printf("%s = %s\n", azColName[i], argv[i] ? argv[i] : "NULL");
}

printf("\n");
return 0;
}

回调函数的使用

假设我们想查询数据库并使用这个回调函数来处理结果：

int main() {
sqlite3 *db;
char *err_msg = 0;
const char* data = "Callback function called";

// 打开数据库
int rc = sqlite3_open("words.db", &db);

if (rc) {
fprintf(stderr, "Can't open database: %s\n", sqlite3_errmsg(db));
return(0);
}

// 定义SQL查询
const char *sql = "SELECT * FROM words";