10_网络编程-数据库
本文最后更新于 2025-06-25，学习久了要注意休息哟
第七章 数据库
7.1 数据库的概念
7.1.1 数据
能够输入计算机并能被计算机程序识别和处理的信息结合
7.1.2 数据库 (database)
数据库是在数据库管理系统管理可控制下，存放在存储介质上的数据集合
7.1.3 数据库管理系统(DBMS)
DBMS 是数据库系统中 对数据管理进行同意管理可控制的软件系统
（1）数据库定义功能
（2）数据库操作功能
（3）数据库运行控制功能
（4）数据库通讯功能
（5）支持海量数据
7.1.4 文件管理特点
优点：
数据可以长期保存
能存储大量的数据
缺点：
数据的冗余大
数据一致性 完整性 难以维持
数据与程序缺乏高度独立性
7.1.5 数据库介绍
大型数据库
Oracle公司是最早开发关系型数据库的厂商之一，其产品支持最广泛的操作系统平台。目前Oracle关系型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型数据库管理系统，支持包括 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。
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公司，2008年被Sun公司收购。开源代码。
7.1.6 基于嵌入式linux的数据库
基于嵌入式Linux的数据库主要有SQLite, Firebird, Berkeley DB, eXtremeDB
Firebird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
SQLite基础
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：
- 零配置——无需安装和管理配置；
- 存储在单一磁盘文件中的一个完整的数据库；
- 数据库文件可以在不同字节顺序的机器间自由共享；
- 支持数据库大小至2TB；
- 足够小，全部源代码大致3万行C代码，251KB；
- 比目前流行的大多数数据库对数据的操作要快。
7.1.7 安装 SQLite3
官网
https://www.sqlite.org/index.html
离线安装：
sudo dpkg -i sqlite3_3.22.0-1ubuntu0.4_amd64.deb # 数据库软件
sudo dpkg -i libsqlite3-dev_3.22.0-1ubuntu0.4_amd64.deb # 数据库的库文件
在线安装：
sudo apt-get install sqlite3 # 数据库
sudo apt-get install libsqlite3-dev # C语言操作数据库的API
验证安装
$ sqlite3
SQLite version 3.11.0 2016-02-15 17:29:24
Enter ".help" for usage hints.
Connected to a transient in-memory database.
Use ".open FILENAME" to reopen on a persistent database.
sqlite>
退出需要按三次 ctrl + c
7.2 数据库语句和 SQL 语句
7.2.1 数据库语句
在命令前面 有 . 并不需要在命名后面加分号
1 打开数据库文件
方式1：
使用以下命令打开数据库文件，其中 文件名 可以是自定义名称，但通常以 .db 结尾。
sqlite3 文件名.db
示例：
$ sqlite3 HQYJ.db
SQLite version 3.11.0 2016-02-15 17:29:24
Enter ".help" for usage hints.
sqlite> CREATE TABLE Log_in(id INT , User CHAR(64) , Password CHAR(64))
- 解释：
sqlite3 HQYJ.db：打开名为HQYJ.db的数据库文件。create table HQYJ aaa(id int);：创建名为HQYJ的表，包含id字段。
方式2：
直接使用 sqlite3 命令进入 SQLite，然后通过 .open 命令打开数据库文件。
sqlite3
进入后执行：
sqlite> .open HQYJ.db
sqlite> .table
HQYJ
- 解释：
sqlite3：启动 SQLite 并进入交互模式。.open HQYJ.db：打开名为HQYJ.db的数据库文件。.table：显示数据库中所有的表。
2 SQLite3 数据库的系统命令
在 SQLite 中，系统命令以 . 开头，结尾不能加分号。这些命令可以通过 .help 来查看。
常见系统命令如下：
- .help：显示帮助菜单，查看所有可用命令。
- .open：打开数据库文件，格式为
.open 文件名。 - .exit 或 .quit：退出 SQLite。
- .tables：查看当前数据库中的所有表。
- .schema：查看表的结构（建表语句）。
- .headers on/off：控制查询结果中是否显示表头信息。
3 数据库表结构说明
关系型数据库中的表通常由以下几个部分组成：
- 字段名：表示每个字段的名称（如
id、name等）。 - 数据类型：每个字段的数据类型（如
INTEGER、TEXT、CHAR等）。 - 表中的数据：表中记录的实际内容，每条记录占据表中的一行。
- 表名：表的名称，用于标识数据库中的特定表。
7.2.2 SQL 语句
SQL 语句具有以下特点：
- 通用性: 大部分关系型数据库管理系统（如 MySQL、SQLite、PostgreSQL、SQL Server 等）的 SQL 语法基本相同，通用性很强。
- 语法规范: SQL 语句不能以
.开头，且每条语句必须以分号（;）结尾。 - 大小写不敏感: 在 SQL 语句中，关键字（如
SELECT、FROM等）对大小写不敏感，通常我们习惯将它们写成大写，以便提高可读性。
以下是常用的 SQL 语句示例，涵盖创建表、插入数据、查询、排序、更新和删除记录等操作，所有语句均符合 SQL 的通用特点。
1. 创建表
CREATE TABLE 语句用于创建表，并定义表的字段和数据类型。主键（PRIMARY KEY）用于唯一标识每一条记录。
语法:
CREATE TABLE 表名 (
字段名1 数据类型1,
字段名2 数据类型2,
...
);
整型 INT
字符串 CHAR OR TEXT
示例：
CREATE TABLE log_in (
id INT PRIMARY KEY, -- 定义 id 为主键，自动唯一
User CHAR(50), -- 字符类型，固定长度为 50 个字符
password CHAR(50) -- 字符类型，固定长度为 50 个字符
);
2. 插入数据
INSERT INTO 语句用于向表中插入数据。可以插入所有字段的值，或仅插入指定字段的值。
语法:
INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, ...);
-- 或
INSERT INTO 表名 (字段名1, 字段名2, ...) VALUES (值1, 值2, ...);
示例 1：插入所有字段
INSERT INTO log_in VALUES (1001, '张三', '密码123');
示例 2：插入指定字段
INSERT INTO log_in (id, password) VALUES (1003, '密码456');
注意:
- 字符串值需要用单引号
'或双引号"包裹。 - 未插入的字段将使用默认值或为空。
3. 查询数据
SELECT 语句用于从表中查询数据。可以查询所有字段，也可以查询指定字段。
语法:
SELECT 字段名1, 字段名2, ... FROM 表名;
-- 或
SELECT * FROM 表名;
示例 1：查询所有字段
SELECT * FROM log_in;
示例 2：查询指定字段
SELECT id, User FROM log_in;
4. 带条件的查询
使用 WHERE 子句可以根据条件过滤查询结果。
语法:
SELECT * FROM 表名 WHERE 条件;
示例 1：查询 id 为 1001 的记录
SELECT * FROM log_in WHERE id = 1001;
示例 2：查询 id 为 1001 且用户名为 '张三' 的记录
SELECT * FROM log_in WHERE id = 1001 AND User = '张三';
5. 排序查询结果
ORDER BY 子句用于对查询结果进行排序，默认是升序（ASC），可以使用 DESC 指定降序。
语法:
SELECT * FROM 表名 ORDER BY 字段名 [ASC|DESC];
示例：按 id 降序排列
SELECT * FROM log_in ORDER BY id DESC;
6. 更新数据
UPDATE 语句用于修改表中的记录，WHERE 子句用于指定需要修改的记录。
语法:
UPDATE 表名 SET 字段名 = 新值 WHERE 条件;
示例：修改 id 为 1001 的记录的 password
UPDATE log_in SET password = '新密码' WHERE id = 1001;
7. 删除数据
DELETE 语句用于删除表中的记录，WHERE 子句用于指定要删除的记录。
语法:
DELETE FROM 表名 WHERE 条件;
示例：删除 id 为 1001 的记录
DELETE FROM log_in WHERE id = 1001;
8. 删除表
DROP TABLE 语句用于删除整个表及其所有数据。
语法:
DROP TABLE 表名;
示例：删除 log_in 表
DROP TABLE log_in;
9. 给表添加列
ALTER TABLE 语句用于向现有表中添加新列。
语法:
ALTER TABLE 表名 ADD COLUMN 列名 数据类型;
示例：向 log_in 表添加 email 列
ALTER TABLE log_in ADD COLUMN email CHAR(100);
10. 删除表中的列
在 SQLite 中，直接删除列的操作是不被支持的，也就是说，SQLite 不像一些其他数据库系统（如 MySQL、PostgreSQL）允许使用 DROP COLUMN 来删除列。为了解决这个问题，我们需要采取一个替代方法，即通过创建一个新的表来间接删除列。
由于 SQLite 不支持 DROP COLUMN 语法，我们可以按照以下步骤删除表中的列：
- 创建新表：新表的结构与旧表相同，但省略掉需要删除的列。
- 将旧表中的数据复制到新表：只复制保留的列数据。
- 删除旧表。
- 将新表重命名为旧表的名称。
删除表中的列的步骤
假设有一个名为 log_in 的表，其中我们需要删除 email 列：
CREATE TABLE log_in (
id INTEGER PRIMARY KEY,
User CHAR(50),
password CHAR(50),
email CHAR(100)
);
步骤 1：创建不包含 email 列的新表
CREATE TABLE new_log_in (
id INTEGER PRIMARY KEY,
User CHAR(50),
password CHAR(50)
);
步骤 2：从旧表复制数据到新表
INSERT INTO new_log_in (id, User, password)
SELECT id, User, password FROM log_in;
步骤 3：删除旧表
DROP TABLE log_in;
步骤 4：将新表重命名为旧表的名称
ALTER TABLE new_log_in RENAME TO log_in;
10. 主键定义
主键（PRIMARY KEY）用于唯一标识每条记录。创建表时可以定义主键。
语法:
CREATE TABLE 表名 (
字段名 数据类型 PRIMARY KEY,
...
);
示例：为 log_in 表定义 id 为主键
CREATE TABLE log_in (
id INTEGER PRIMARY KEY, -- 定义 id 为主键
User CHAR(50),
password CHAR(50)
);
7.3 sqlite3 数据库API
使用sqlite3 提供的函数 ，编写代码时需要加头文件 #include
编译时 需要连接 sqlite3 的库 -lsqlite3
如果我们需要查看数据库说明不能使用man 了 需要去官网中的查看
这里我们介绍一些常用的API
7.3.1 相关api
打开数据库文件
文件 #include <sqlite3.h>
/* 打开数据库文件的函数 */
int sqlite3_open(const char *filename, /* Database filename (UTF-8) */
sqlite3 **ppDb /* OUT: SQLite db handle */
);
功能：打开一个数据库文件
参数：
filename: 数据库文件的名字
ppDb: 操作数据库的指针，句柄
返回值：
成功: SQLITE_OK
失败: 错误码
获取错误信息
/* 获取错误信息的函数 */
const char *sqlite3_errmsg(sqlite3 *db);
功能：获取错误信息描述
参数:返回的错误码 句柄
返回值:
错误码对于的信息
关闭文件
/* 关闭数据库的函数 */
int sqlite3_close(sqlite3 *db);
/* 功能：关闭一个数据库 */
执行sql语句
/* 执行 SQL 语句的函数 */
int sqlite3_exec(sqlite3 *db,
const char *sql,
int (*callback)(void*,int,char**,char**),
void *arg,
char **errmsg);
/* 功能：执行一条 SQL 语句 */
参数：
db : 数据库的句柄指针
sql : 将要执行的 SQL 语句
callback : 回调函数指针，只有在查询语句时，才会给回调函数传参
arg : 传递给回调函数的参数 ， 只有在查询语句时，才会给回调函数传参
errmsg : 错误信息的地址
如果使用了errmsg 参数 需要使用sqlite3_free 函数进行释放
返回值：
成功：SQLITE_OK
出错：错误码 errcode
回调函数的使用
int callback(void *data, int argc, char **argv, char **azColName)
typedef int (*sqlite3_callback)(
void*, /* 在 sqlite3_exec() 的第 4 个参数中提供的数据 */
int, /* 行中的列数 */
char**, /* 表示行中字段的字符串数组 */
char** /* 表示列名的字符串数组 */
);
// 示例程序
int callback(void *data, int argc, char **argv, char **azColName)
{
for (int i = 0; i < argc; i++)
{
printf("%s = %s\n", azColName[i], argv[i] ? argv[i] : "NULL");
}
printf("\n");
return 0;
}
释放
sqlite3_free(void * )
7.3.2 api 的相关操作
1. 初始化操作
sqlite3 *sqlite3_init_log_in(void)
{
// 打开数据库
int sqlite_Errnum = 0;
sqlite3 *sqlite3_log_in;
char *errmsg;
sqlite_Errnum = sqlite3_open("log_in.db", &sqlite3_log_in);
if (SQLITE_OK != sqlite_Errnum)
{
printf("sqlite3_open : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sqlite_Errnum, sqlite3_errmsg(sqlite3_log_in));
exit(-1);
}
printf("打开成功\n");
// 建立表
char sql_cmd[128];
sprintf(sql_cmd, "CREATE TABLE IF NOT EXISTS %s (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT , User CHAR(64), password CHAR(64))", Tab_name);
// INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT 从 1 开始自增
// IF NOT EXISTS 当有表格时 不会报错
sqlite_Errnum = sqlite3_exec(sqlite3_log_in, sql_cmd, NULL, NULL, &errmsg);
if (SQLITE_OK != sqlite_Errnum)
{
printf("sqlite3_exec : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sqlite_Errnum, errmsg);
sqlite3_close(sqlite3_log_in);
sqlite3_free(errmsg);
exit(-1);
}
// 释放报错信息
sqlite3_free(errmsg);
return sqlite3_log_in;
}
2. 插入操作
// 插入
void Insert_INTO_log_in(sqlite3 *sql)
{
// 用户名
char user[64];
// 密码
char password[64];
// 数据库错误码
int sql_err_num;
// 数据库错误信息
char * sql_err_str;
// 数据库命令
char sql_cmd[1024];
// 用户输入 插入的信息
printf("请输入用户名:");
scanf("%63s" , user);
printf("请输入用户密码:");
scanf("%63s" , password);
// 命令组装
snprintf( sql_cmd , sizeof(sql_cmd) , "INSERT INTO %s (User, password) VALUES ('%s' , '%s')" ,\
Tab_name , user , password );
// 执行命令
sql_err_num = sqlite3_exec( sql , sql_cmd , NULL , NULL , &sql_err_str );
if (SQLITE_OK != sql_err_num)
{
printf("插入错误 : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sql_err_num, sql_err_str );
sqlite3_free(sql_err_str);
return ;
}
printf("插入成功\n");
return ;
}
3. 删除操作
4. 查找操作
5. 修改操作
#include <head.h>
#define Tab_name "log_in"
// 初始化
sqlite3 *sqlite3_init_log_in(void);
// 插入
void Insert_INTO_log_in(sqlite3 *sql);
// 删除
void Delete_FROM_log_in(sqlite3 *sql);
// 查找
void Select_FROM_log_in(sqlite3 *sql);
// 修改
void Updata_SET_log_in(sqlite3 *sql);
// 回调函数
int callback(void *data, int argc, char **argv, char **azColName);
int main(int argc, char const *argv[])
{
// 创建表
sqlite3 *sql_log_in = sqlite3_init_log_in();
while (1)
{
printf("1、增加学生信息 2、删除学生信息 3、查找学生信息 4、修改学生信息 5、退出\n");
int sw_num;
scanf("%d", &sw_num);
switch (sw_num)
{
case 1: // 增加
Insert_INTO_log_in(sql_log_in);
break;
case 2: // 删除
Delete_FROM_log_in(sql_log_in);
break;
case 3: // 查找
Select_FROM_log_in(sql_log_in);
break;
case 4: // 修改
Updata_SET_log_in(sql_log_in);
break;
case 5:
sqlite3_close(sql_log_in);
return 0;
default:
printf("输入错误\n");
break;
}
}
sqlite3_close(sql_log_in);
return 0;
}
sqlite3 *sqlite3_init_log_in(void)
{
// 打开数据库
int sqlite_Errnum = 0;
sqlite3 *sqlite3_log_in;
char *errmsg;
sqlite_Errnum = sqlite3_open("log_in.db", &sqlite3_log_in);
if (SQLITE_OK != sqlite_Errnum)
{
printf("sqlite3_open : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sqlite_Errnum, sqlite3_errmsg(sqlite3_log_in));
exit(-1);
}
printf("打开成功\n");
// 建立表
char sql_cmd[128];
sprintf(sql_cmd, "CREATE TABLE IF NOT EXISTS %s (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT , User CHAR(64), password CHAR(64))", Tab_name);
// INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT 从 1 开始自增
// IF NOT EXISTS 当有表格时 不会报错
sqlite_Errnum = sqlite3_exec(sqlite3_log_in, sql_cmd, NULL, NULL, &errmsg);
if (SQLITE_OK != sqlite_Errnum)
{
printf("sqlite3_exec : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sqlite_Errnum, errmsg);
sqlite3_close(sqlite3_log_in);
sqlite3_free(errmsg);
exit(-1);
}
// 释放报错信息
sqlite3_free(errmsg);
return sqlite3_log_in;
}
// 插入
void Insert_INTO_log_in(sqlite3 *sql)
{
// 用户名
char user[64];
// 密码
char password[64];
// 数据库错误码
int sql_err_num;
// 数据库错误信息
char *sql_err_str;
// 数据库命令
char sql_cmd[1024];
// 用户输入 插入的信息
printf("请输入用户名:");
scanf("%63s", user);
printf("请输入用户密码:");
scanf("%63s", password);
// 命令组装
snprintf(sql_cmd, sizeof(sql_cmd), "INSERT INTO %s (User, password) VALUES ('%s' , '%s')",
Tab_name, user, password);
// 执行命令
sql_err_num = sqlite3_exec(sql, sql_cmd, NULL, NULL, &sql_err_str);
if (SQLITE_OK != sql_err_num)
{
printf("插入错误 : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sql_err_num, sql_err_str);
sqlite3_free(sql_err_str);
return;
}
printf("插入成功\n");
return;
}
// 删除
void Delete_FROM_log_in(sqlite3 *sql)
{
// 用户id
int id;
// 数据库错误码
int sql_err_num;
// 数据库错误信息
char *sql_err_str;
// 数据库命令
char sql_cmd[1024];
// 输入用户id
printf("请输入要删除的ID:");
scanf("%d", &id);
// 组装命令 DELETE FROM log_in WHERE id = 1001;
snprintf(sql_cmd, sizeof(sql_cmd), "DELETE FROM %s WHERE id = %d",
Tab_name, id);
// 执行命令
sql_err_num = sqlite3_exec(sql, sql_cmd, NULL, NULL, &sql_err_str);
if (SQLITE_OK != sql_err_num)
{
printf("插入错误 : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sql_err_num, sql_err_str);
sqlite3_free(sql_err_str);
return;
}
printf("删除成功\n");
return;
}
// 查找
void Select_FROM_log_in(sqlite3 *sql)
{
// 用户id
int id;
// 数据库错误码
int sql_err_num;
// 数据库错误信息
char *sql_err_str;
// 数据库命令
char sql_cmd[1024];
// 是否有数据
int is = 0;
// 输入用户id
printf("请输入要删除的ID:");
scanf("%d", &id);
// 组装命令 SELECT * FROM 表名 WHERE 条件;
snprintf(sql_cmd, sizeof(sql_cmd), "SELECT * FROM %s WHERE id = %d",
Tab_name , id);
// 执行命令
sql_err_num = sqlite3_exec(sql, sql_cmd, callback , (void *)&is , &sql_err_str);
if (SQLITE_OK != sql_err_num)
{
printf("插入错误 : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sql_err_num, sql_err_str);
sqlite3_free(sql_err_str);
return;
}
if (is == 1)
{
printf("找到了\n");
return;
}
printf("没找到\n");
}
// 修改
void Updata_SET_log_in(sqlite3 *sql)
{
// 用户名
char user[64];
// 密码
char password[64];
// 用户id
int id;
// 数据库错误码
int sql_err_num;
// 数据库错误信息
char *sql_err_str;
// 数据库命令
char sql_cmd[1024];
// 是否有数据
int is = 0;
// 输入用户id
printf("请输入要删除的ID:");
scanf("%d", &id);
// 用户输入 修改的信息
printf("请输入用户名:");
scanf("%63s", user);
printf("请输入用户密码:");
scanf("%63s", password);
// 组装命令 UPDATE 表名 SET 字段名 = 新值 WHERE 条件;
snprintf(sql_cmd, sizeof(sql_cmd), "UPDATE %s SET User = '%s' , password = '%s' WHERE id = %d",
Tab_name, user , password , id);
// 执行命令
sql_err_num = sqlite3_exec(sql, sql_cmd, callback, (void *)&is, &sql_err_str);
if (SQLITE_OK != sql_err_num)
{
printf("插入错误 : errnum:[%d] errstr:[%s]\n", sql_err_num, sql_err_str);
sqlite3_free(sql_err_str);
return;
}
}
// 回调函数
int callback(void *data, int argc, char **argv, char **azColName)
{
for (int i = 0; i < argc; i++)
{
printf("%s = %s\n", azColName[i], argv[i] ? argv[i] : "NULL");
*((int *)data) = 1;
}
printf("\n");
return 0;
}
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