学习嵌入式第四十一天

数据库

一、概览

• 涵盖内容：数据库基础概念、SQLite3 常用命令与 SQL 增删改查（CRUD）、SQLite C 语言接口使用示例、工具与编译注意事项、以及课堂项目（学生管理、词典导入、天气查询等）。

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二、基础概念

• 数据库（Database）：将数据集合化并存放，便于管理与查询。
• 数据库管理系统（DBMS）：软件，负责数据存储、管理与访问；相关角色包括数据库管理员、数据库应用软件、操作系统。
• 关系型数据库（RDBMS）：以表格（类似 Excel）组织数据，常用字段示例：姓名、性别、年龄、分数。
• 非关系型数据库（NoSQL）：如 JSON 格式的键值对（key = value）。

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三、常用数据库（举例）

• SQL Server、Oracle、SQLite（轻量级、单文件数据库）等。

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四、SQLite CLI（命令行）基础

常见命令：

sqlite3 stu.db    -- 打开/创建数据库文件
.tables            -- 列出表
.schema            -- 查看表结构
.headers on         -- 显示查询列名
.mode column        -- 以列对齐模式显示查询结果
.quit / .exit       -- 退出
.help               -- 帮助

注意：SQL 语句必须以分号 ; 结尾。

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五、SQL 基本操作（CRUD）(以创建学生信息表为例)

1. 创建表（Create）

CREATE TABLE stu (name TEXT,sex TEXT,age INTEGER,score REAL,PRIMARY KEY(name)  -- 示例主键
);
-- 或者：
CREATE TABLE stu1 (name TEXT, sex TEXT, age INT, score REAL);

说明：PRIMARY KEY 用于唯一标识记录；如果希望实现自增长，字段类型应写为 INTEGER PRIMARY KEY。

2. 插入（Insert）

-- 插入整行
INSERT INTO stu VALUES ("tom","male",19,99.5);
-- 插入部分列
INSERT INTO stu (name, sex) VALUES ("jack","male");

3. 删除（Delete）

-- 删除记录
DELETE FROM 表名 WHERE 条件;
-- 删除表
DROP TABLE 表名;

4. 更新（Update）

-- 添加字段
ALTER TABLE stu ADD COLUMN sno;
-- 修改数据
UPDATE stu SET sno=110 WHERE name="tom";

5. 查询（Select）

SELECT * FROM stu;                      -- 显示所有列
SELECT name FROM stu WHERE score>80;    -- 查询部分字段
SELECT * FROM stu WHERE age IN (18,19);
SELECT * FROM stu WHERE age>18 AND score>80;
SELECT * FROM stu WHERE name LIKE "%tom%";  -- 模糊匹配
SELECT * FROM user WHERE id<10 ORDER BY id LIMIT 2;
SELECT * FROM user WHERE age BETWEEN 19 AND 20;

常用关键字：IN, AND, OR, BETWEEN ... AND ..., LIKE, ORDER BY, LIMIT。

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六、补充技巧与细节

• 时间列插入：可使用 datetime('now','+8 hours')（UTC 调整为 +8 小时）。

CREATE TABLE user1 (id INT, name CHAR, age INT, dt DATETIME);
INSERT INTO user1 VALUES (2, '张三', 23, datetime('now','+8 hours'));

• 自动增长列：必须把字段类型写为 INTEGER PRIMARY KEY 才能实现自动增长，例如：

CREATE TABLE user3 (id INTEGER PRIMARY KEY ASC, name CHAR, age INT, dt DATETIME);
INSERT INTO user3 (NULL, '李四', 23, datetime('now'));

• ASC 表示升序，DESC 表示降序。

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七、SQLite C 接口（编程）

主要函数：

• int sqlite3_open(const char *filename, sqlite3 **ppDb);

  • 打开数据库文件并返回 sqlite3* 句柄。成功返回 SQLITE_OK。

• int sqlite3_exec(sqlite3 *db, const char *sql, int (*callback)(void*,int,char**,char**), void *arg, char **errmsg);

  • 执行 SQL 语句；若结果集不为空，会调用回调函数处理每一行。

  • callback 函数原型：

    int callback(void *para, int n_column, char **column_value, char **column_name);
    

  • errmsg 可用于接收错误信息（执行失败时）。

• int sqlite3_close(sqlite3 *db);

  • 关闭数据库并释放资源。

回调函数用于接收每一行的列值与列名，以字符串数组形式传入。

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八、编译与依赖

• 在 Linux 下安装开发包：

sudo apt-get install libsqlite3-dev

• 编译示例：

gcc test_sqlite3.c -lsqlite3

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附：常用示例命令

-- 打开数据库
sqlite3 stu.db-- 查看表与结构
.tables
.schema stu-- 查询并以列样式显示
.headers on
.mode column
SELECT * FROM stu;-- 创建示例
CREATE TABLE stu1 (name TEXT, sex TEXT, age INT, score REAL);-- 插入示例
INSERT INTO stu VALUES ("tom","male",19,99.5);-- 更新示例
ALTER TABLE stu ADD COLUMN sno;
UPDATE stu SET sno=110 WHERE name="tom";-- 删除示例
DELETE FROM stu WHERE name="tom";
DROP TABLE stu;

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习题

读取一个包含单词原型和释义的文件，将其信息录入表中

代码实现：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sqlite3.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>int main(void){FILE* fd;fd = fopen("dict.txt","r");if(fd == NULL){printf("fopen fail\n");return -1;}sqlite3 *db = NULL;int ret = sqlite3_open("word.db",&db);if(ret != SQLITE_OK){printf("sqlite3_open fail");return -1;}sqlite3_exec(db,"create table word(id INTEGER PRIMARY KEY ASC,word,meaning);",NULL,NULL,NULL);char buf[1024];char word[64] = {0};char meaning[512] = {0};char *p = NULL;while(fgets(buf,sizeof(buf),fd) != NULL){buf[strlen(buf)-1] = '\0';p = strchr(buf,' ');int len = p - buf;strncpy(word,buf,len);word[len] = '\0';while(*p == ' '){p++;}strcpy(meaning,p);meaning[strlen(meaning)-1] = '\0';char sql[2048] = {0};sprintf(sql,"insert into word values(NULL,\"%s\",\"%s\");",word,meaning);char *errmsg = NULL;ret = sqlite3_exec(db,sql,NULL,NULL,&errmsg);if(ret != SQLITE_OK){printf("sqlite3_exec fail :%s\n",errmsg);return -1;}}sqlite3_close(db);return 0;
}