嵌入式数据库概念和基本命令的使用

前言

本篇文章将为大家讲解嵌入式数据库的使用，嵌入式数据的话主要是使用sqlite数据库。

一、sqlite数据库概念

SQLite 是一种轻量级的嵌入式关系型数据库管理系统（RDBMS），它被广泛应用于各种应用程序中，从移动应用到桌面应用再到 Web 应用。以下是关于 SQLite 数据库的一些概念解释：

1. 嵌入式数据库管理系统（Embedded Database Management System）：SQLite 是一种嵌入式数据库，这意味着它不需要独立的服务器进程来管理数据库。相反，SQLite 数据库引擎被直接集成到应用程序中，数据库以文件的形式存储在主机文件系统中。

2. 关系型数据库管理系统（RDBMS）：SQLite 是关系型数据库管理系统的一种，这意味着它使用表、行和列来组织和存储数据。它支持 SQL（Structured Query Language）作为与数据库交互的标准语言。

3. 轻量级（Lightweight）：SQLite 设计用于在资源有限的环境下运行，并且具有小巧、快速和高效的特点。它的库文件大小相对较小，且资源消耗较低，适用于嵌入式系统和移动设备等场景。

4. 零配置（Zero Configuration）：使用 SQLite 时，不需要进行复杂的配置或管理。只需包含 SQLite 库并在应用程序中指定数据库文件的路径，即可开始使用。

5. 单用户访问（Single-User Access）：SQLite 不支持多用户同时访问同一数据库文件。只有一个用户（即应用程序）可以连接到数据库并对其进行读写操作。这在某些情况下可能是限制，但也确保了数据的完整性和一致性。

6. 跨平台性（Cross-Platform）：SQLite 可以在多种操作系统上运行，包括 Windows、macOS、Linux 等，因此它是一个跨平台的解决方案。

7. 事务支持（Transaction Support）：SQLite 支持事务，允许将一系列数据库操作组合成一个逻辑单元，要么全部成功执行，要么全部失败回滚。这有助于确保数据的一致性和完整性。

8. 自包含性（Self-Contained）：SQLite 数据库被存储在单个文件中，并且所有的数据库操作都在该文件内执行。这种自包含性使得 SQLite 数据库易于传输、备份和维护。

总的来说，SQLite 是一种简单、快速、易于使用的数据库解决方案，特别适用于对数据库性能要求不高、规模较小的应用程序。

二、sqlite数据库命令分类和使用

1.命令分类

当谈到 SQLite 数据库命令时，可以将其分为两类：系统命令和 SQLite 特定的命令。

1. 系统命令：

系统命令是在命令行界面或终端中执行的命令，用于管理 SQLite 数据库和与操作系统交互。这些命令通常不是 SQLite 引擎的一部分，而是与 SQLite 交互的外部工具或系统级命令。

一些常见的系统命令包括：

• sqlite3命令：用于启动 SQLite 数据库的命令行 shell，使用户能够与 SQLite 数据库进行交互。
• 操作系统命令：例如在 Unix/Linux 系统中的 ls、cd 等命令，或在 Windows 中的 dir、cd 等命令，用于管理文件和目录。

2. SQLite 命令：

SQLite 命令是在 SQLite 数据库命令行 shell 中执行的命令，用于管理数据库、执行查询、事务控制等操作。这些命令是 SQLite 引擎的一部分，直接与 SQLite 数据库进行交互。

一些常见的 SQLite 命令包括：

• DDL 命令（数据定义语言）：用于定义、修改和删除数据库对象，例如 CREATE TABLE、ALTER TABLE、DROP TABLE 等。
• DML 命令（数据操作语言）：用于执行对数据库中的数据进行增、删、改的操作，例如 INSERT、UPDATE、DELETE。
• DQL 命令（数据查询语言）：用于执行对数据库中的数据进行查询的操作，例如 SELECT。
• 事务控制命令：用于管理事务的开始、提交、回滚等，例如 BEGIN TRANSACTION、COMMIT、ROLLBACK。

这些 SQLite 命令是在 SQLite shell 中执行的，它们提供了一种直接与 SQLite 数据库进行交互的方式，并且可以通过脚本或编程语言中的 SQLite API 进行扩展和自动化。

2.系统命令的使用

1.查看帮助文档：

.help

2.显示当前输出模式：

.show

3.打开/关闭输出展示模式（可选为列模式或者显示模式）：

.mode column  -- 列模式
.mode line    -- 行模式
.mode csv     -- CSV 模式

4.退出 SQLite3：

.quit

3.sqlite命令的使用

1.创建数据库：

sqlite3 mydatabase.db

这个命令会创建一个名为mydatabase.db的SQLite数据库文件，并打开一个SQLite shell供你进行交互式操作。

2.创建表：

CREATE TABLE users (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    username TEXT,
    email TEXT UNIQUE,
    age INTEGER
);

这个命令会在数据库中创建一个名为users的表，包含id、username、email和age四个列。id列是主键，并且email列是唯一的。

3.插入数据：

INSERT INTO users (username, email, age) VALUES ('John', 'john@example.com', 30);

4.查询数据：

SELECT * FROM users;

这个命令会从users表中检索所有数据。

5.更新数据：

UPDATE users SET age = 31 WHERE username = 'John';

6.删除数据：

DELETE FROM users WHERE username = 'John';

7.退出SQLite shell：

.quit

三、sqlite C语言函数的使用和编程方法

SQLite提供了一组C语言API函数，使开发者可以在C程序中使用SQLite数据库。下面是一些常用的SQLite C语言函数以及它们的意思和用法：

1. sqlite3_open()：

   • 作用：用于打开一个SQLite数据库连接。
   • 参数：
     • const char *filename：数据库文件名。
     • sqlite3 **ppDb：指向sqlite3指针的指针，用于存储数据库连接对象。
   • 返回值：若操作成功，返回SQLITE_OK；否则返回其他错误码。

2. sqlite3_close()：

   • 作用：关闭先前由sqlite3_open()函数打开的数据库连接。
   • 参数：
     • sqlite3 *db：数据库连接对象。
   • 返回值：若操作成功，返回SQLITE_OK；否则返回其他错误码。

3. sqlite3_exec()：

   • 作用：执行SQL语句，并对每个执行的结果调用一个回调函数。
   • 参数：
     • sqlite3 *db：数据库连接对象。
     • const char *sql：要执行的SQL语句。
     • int (*callback)(void*, int, char**, char**)：回调函数，用于处理执行结果。
     • void *data：传递给回调函数的数据。
     • char **errmsg：指向错误信息的指针，若执行过程中发生错误，会将错误信息存储在这里。
   • 返回值：若操作成功，返回SQLITE_OK；否则返回其他错误码。

4. sqlite3_prepare_v2()：

   • 作用：编译SQL语句，创建一个准备语句对象。
   • 参数：
     • sqlite3 *db：数据库连接对象。
     • const char *sql：要编译的SQL语句。
     • int sql_len：SQL语句的长度（如果为-1，则SQLite会自动计算）。
     • sqlite3_stmt **stmt：指向sqlite3_stmt指针的指针，用于存储准备语句对象。
     • const char **pzTail：指向剩余未处理的SQL语句的指针。
   • 返回值：若操作成功，返回SQLITE_OK；否则返回其他错误码。

5. sqlite3_step()：

   • 作用：执行准备好的SQL语句的下一步操作。
   • 参数：
     • sqlite3_stmt *stmt：准备语句对象。
   • 返回值：若操作成功，返回SQLITE_ROW（表示查询结果行）或SQLITE_DONE（表示执行完成）；否则返回其他错误码。

6. sqlite3_bind_XXX()：

   • 作用：绑定参数到准备好的SQL语句中。
   • 参数：
     • sqlite3_stmt *stmt：准备语句对象。
     • int idx：参数索引，从1开始。
     • XXX value：要绑定的参数值，XXX代表不同数据类型，例如sqlite3_bind_int()、sqlite3_bind_text()等。
   • 返回值：若操作成功，返回SQLITE_OK；否则返回其他错误码。

7. sqlite3_column_XXX()：

   • 作用：获取查询结果中指定列的值。
   • 参数：
     • sqlite3_stmt *stmt：准备语句对象。
     • int idx：列索引，从0开始。
   • 返回值：列的值，XXX代表不同数据类型，例如sqlite3_column_int()、sqlite3_column_text()等。

8. sqlite3_finalize()：

   • 作用：释放准备语句对象所占用的资源。
   • 参数：
     • sqlite3_stmt *stmt：准备语句对象。
   • 返回值：若操作成功，返回SQLITE_OK；否则返回其他错误码。

这些是SQLite C语言API中的一些常用函数，通过它们可以在C程序中实现对SQLite数据库的操作。

#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>

// 回调函数用于处理查询结果
int callback(void *data, int argc, char **argv, char **azColName){
    int i;
    printf("%s: ", (const char*)data);
    for(i = 0; i < argc; i++){
        printf("%s = %s\n", azColName[i], argv[i] ? argv[i] : "NULL");
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    sqlite3 *db;
    char *zErrMsg = 0;
    int rc;

    // 打开数据库连接
    rc = sqlite3_open("test.db", &db);
    if (rc) {
        fprintf(stderr, "Can't open database: %s\n", sqlite3_errmsg(db));
        return(0);
    } else {
        fprintf(stderr, "Opened database successfully\n");
    }

    // 创建表
    const char *sql_create = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS COMPANY("  \
                             "ID INT PRIMARY KEY     NOT NULL," \
                             "NAME           TEXT    NOT NULL," \
                             "AGE            INT     NOT NULL," \
                             "ADDRESS        CHAR(50)," \
                             "SALARY         REAL );";

    rc = sqlite3_exec(db, sql_create, callback, 0, &zErrMsg);
    if (rc != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "SQL error: %s\n", zErrMsg);
        sqlite3_free(zErrMsg);
    } else {
        fprintf(stdout, "Table created successfully\n");
    }

    // 插入数据
    const char *sql_insert = "INSERT INTO COMPANY (ID,NAME,AGE,ADDRESS,SALARY) "  \
                             "VALUES (1, 'Paul', 32, 'California', 20000.00 ); " \
                             "INSERT INTO COMPANY (ID,NAME,AGE,ADDRESS,SALARY) "  \
                             "VALUES (2, 'Allen', 25, 'Texas', 15000.00 ); "     \
                             "INSERT INTO COMPANY (ID,NAME,AGE,ADDRESS,SALARY)" \
                             "VALUES (3, 'Teddy', 23, 'Norway', 20000.00 );" \
                             "INSERT INTO COMPANY (ID,NAME,AGE,ADDRESS,SALARY)" \
                             "VALUES (4, 'Mark', 25, 'Rich-Mond ', 65000.00 );";

    rc = sqlite3_exec(db, sql_insert, callback, 0, &zErrMsg);
    if (rc != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "SQL error: %s\n", zErrMsg);
        sqlite3_free(zErrMsg);
    } else {
        fprintf(stdout, "Records created successfully\n");
    }

    // 查询数据
    const char *sql_select = "SELECT * from COMPANY";
    printf("Selecting records...\n");
    rc = sqlite3_exec(db, sql_select, callback, (void*) "Select", &zErrMsg);
    if (rc != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "SQL error: %s\n", zErrMsg);
        sqlite3_free(zErrMsg);
    }

    // 关闭数据库连接
    sqlite3_close(db);
    return 0;
}

这个示例程序完成了以下操作：

打开一个名为"test.db"的数据库连接。

创建一个名为"COMPANY"的表，包含ID、NAME、AGE、ADDRESS和SALARY字段。

插入一些记录到"COMPANY"表中。

查询"COMPANY"表中的所有记录，并打印输出。

关闭数据库连接。

你可以根据需要修改SQL语句以及数据处理部分来完成其他操作，比如更新数据、删除数据等。

总结

本篇文章主要讲解了数据库的概念和数据库的一些基本命令的使用，这篇文章就讲解到这里，下篇文章我们继续讲解。