SQLite 数据库核心知识与 C 语言编程
一、数据库基础概念
1.1 数据库分类
根据规模和应用场景，数据库可分为以下几类：
- 大型数据库：Oracle（适用于企业级高并发、大容量场景）
- 中型数据库：MySQL、MSSQL（适用于中小型系统、Web 应用）
- 小型数据库：SQLite、DB2（适用于嵌入式设备、轻量应用）
1.2 常用核心名词
| 缩写 | 全称 | 核心作用 |
|---|---|---|
| DB | Database（数据库） | 用于数据的存储、查询和更新，是数据的集合 |
| DBMS | Database Management System（数据库管理系统） | 操作和管理数据库的软件，如 SQLite、MySQL |
| MIS | Management Information System（管理信息系统） | 基于数据库的企业管理系统，如 ERP、CRM |
| OA | Office Automation（办公自动化） | 基于数据库的协同办公系统，如考勤、审批 |
1.3 关系型数据库与 SQL 分类
关系型数据库基于表结构存储数据，通过SQL（Structured Query Language，结构化查询语言） 操作数据，SQL 按功能分为三类：
- DDL（数据定义语言）：用于定义数据库结构，如建表、删表
- DML（数据操作语言）：用于修改数据，如新增、更新、删除数据
- DQL（数据查询语言）：用于查询数据，如条件查询、排序查询
二、SQLite 核心特性
SQLite 是轻量级嵌入式数据库，无需独立服务器，核心特点如下：
- 开源免费：基于 C 语言开发，源代码完全开放
- 极致轻量：核心代码仅约 1 万行，编译后体积小于 10MB
- 无需安装：绿色软件，解压即可使用，无复杂配置
- 文件存储：整个数据库存储在单一文件中，便于移动和备份
- 容量充足：最大支持 2TB 数据存储，满足中小型应用需求
- 跨平台兼容：支持 Windows、Linux、macOS 等主流操作系统
三、SQLite 安装与基本使用
3.1 安装方法（Ubuntu/Debian 系统）
# 安装SQLite命令行工具
sudo apt-get install sqlite3
# 安装开发库（含头文件和静态库，用于C语言开发）
sudo apt-get install libsqlite3-dev
验证安装
# 查看SQLite版本
sqlite3 --version
# 查看帮助信息
sqlite3 --help
编译 C 程序
# 编译时需链接SQLite库和线程库
gcc test.c -lsqlite3 -lpthread -o test
3.2 基本使用（命令行）
1. 启动与退出
# 打开或创建名为test.db的数据库文件（不存在则自动创建）
sqlite3 test.db# 退出SQLite命令行（两种方式）
.q 或 .exit
- 成功启动后显示
sqlite>提示符 - 若出现
...>提示符，说明命令未结束，需输入;结束
2. 创建数据库
# 方法1：先创建空文件，再打开
touch test.db
sqlite3 test.db# 方法2：直接通过sqlite3命令创建并打开（推荐）
sqlite3 test.db
3.3 系统维护命令（以.开头）
| 命令 | 功能描述 |
|---|---|
| .database | 列出当前数据库及关联文件路径 |
| .tables | 列出当前数据库中的所有表 |
| .schema [表名] | 显示指定表的结构（CREATE 语句），无表名则显示所有表 |
| .dump [表名] | 导出数据库或指定表的 SQL 脚本 |
| .headers on/off | 开启 / 关闭查询结果的列标题显示 |
| .exit | 退出 SQLite 程序 |
3.4 数据库导入与导出
导出数据库（备份）
# 将test.db数据库导出为SQL脚本backup.sql
sqlite3 test.db .dump > backup.sql
导入数据库（恢复）
# 将backup.sql脚本导入到new.db数据库（new.db不存在则创建）
sqlite3 new.db < backup.sql
四、SQL 基本语法
4.1 DDL（数据定义语言）
1. 创建表
-- 方式1：默认字段类型为TEXT
CREATE TABLE user(id, name, age);-- 方式2：指定字段类型（推荐）
CREATE TABLE user(id INT, -- 整数类型name TEXT, -- 文本类型age INT, -- 整数类型dt DATETIME -- 时间类型
);
- SQLite 支持的数据类型：
INT（整数）、TEXT（文本）、REAL（浮点数）、BLOB（二进制） - 若不指定类型，默认按
TEXT处理
2. 删除表
-- 删除名为user的表（谨慎操作，数据不可恢复）
DROP TABLE user;
4.2 DML（数据操作语言）
1. 插入数据
-- 插入指定字段的数据（未指定字段值为NULL）
INSERT INTO user(id, age) VALUES(1, 10);-- 插入完整记录（需与表字段顺序一致）
INSERT INTO user VALUES(3, "wang", 11, datetime('now', '+8 hours'));-- 只插入部分字段（其余字段为NULL）
INSERT INTO user(age) VALUES(12);
datetime('now', '+8 hours')：获取当前东八区时间
2. 更新数据
-- 单条件更新：修改name为'li'的记录的id为1
UPDATE user SET id = 1 WHERE name = 'li';-- 多条件更新（AND）：同时满足两个条件
UPDATE user SET id = 1 WHERE name = "li" AND passwd = "123";-- 多条件更新（OR）：满足任一条件
UPDATE user SET id = 2 WHERE name = "li" OR name = "zhao";
3. 删除数据
-- 删除表中所有数据（谨慎操作，无条件删除）
DELETE FROM user;-- 单条件删除：删除id为1的记录
DELETE FROM user WHERE id = 1;-- 多条件删除（AND/OR）
DELETE FROM user WHERE id = 1 AND name = "zhang";
DELETE FROM user WHERE id = 1 OR id = 2;
4.3 DQL（数据查询语言）
1. 基本查询
-- 查询表中所有字段和数据
SELECT * FROM user;-- 查询指定字段
SELECT id FROM user;
SELECT id, name FROM user;
2. 条件查询
-- 逻辑条件查询（NOT）：查询age不小于30的记录
SELECT * FROM user WHERE NOT age < 30;-- 模糊查询（LIKE）：%匹配0-任意字符，_匹配1个字符
SELECT * FROM user WHERE name LIKE '张%'; -- 匹配姓张的所有记录
SELECT * FROM user WHERE name LIKE '张_'; -- 匹配姓张且名字为2个字的记录-- 排序查询（ORDER BY）：ASC升序（默认），DESC降序
SELECT * FROM user ORDER BY id; -- 按id升序
SELECT * FROM user ORDER BY id DESC; -- 按id降序-- 限制结果数量（LIMIT）：只返回前2条记录
SELECT * FROM user LIMIT 2;-- 组合查询：条件+排序+限制
SELECT * FROM user
WHERE age > 20 OR age < 50
ORDER BY age DESC
LIMIT 2;
4.4 高级特性：自动增长列
SQLite 通过INTEGER PRIMARY KEY实现自动增长，无需AUTOINCREMENT：
-- 创建含自动增长列的表
CREATE TABLE user3(id INTEGER PRIMARY KEY ASC, -- ASC表示升序增长（默认）name TEXT,age INT,dt DATETIME
);-- 插入数据：id传入NULL触发自增（首条记录id=1，后续自动+1）
INSERT INTO user3 VALUES(NULL, '李四', 23, datetime('now'));
五、SQLite C 语言接口
5.1 开发环境准备
- 头文件：
#include <sqlite3.h> - 编译命令：
gcc test.c -lsqlite3 -lpthread -o test
5.2 核心 API 函数
1. 打开数据库：sqlite3_open
int sqlite3_open(const char *path, // 数据库文件路径（如"./test.db"）sqlite3 **db // 数据库连接句柄的指针（输出参数）
);
- 功能：打开指定路径的数据库文件，不存在则创建
- 返回值：成功返回
SQLITE_OK（0），失败返回非 0 错误码 - 错误处理：通过
sqlite3_errmsg(db)获取错误信息
2. 关闭数据库：sqlite3_close
int sqlite3_close(sqlite3 *db); // db：数据库连接句柄
- 功能：关闭数据库连接
- 返回值：成功返回
SQLITE_OK，失败返回错误码 - 注意：关闭前需确保所有 SQL 操作已完成
3. 执行 SQL 语句：sqlite3_exec
int sqlite3_exec(sqlite3 *db, // 数据库连接句柄const char *sql, // 要执行的SQL语句int (*callback)(void*,int,char**,char**), // 回调函数（处理查询结果）void *arg, // 传递给回调函数的参数char **errmsg // 错误信息指针（输出参数）
);
- 功能：执行 SQL 语句（INSERT/UPDATE/DELETE/SELECT 等）
- 回调函数：仅 SELECT 查询时需要，用于逐行处理结果；非查询语句可设为
NULL - 错误处理：错误信息需通过
sqlite3_free(errmsg)释放内存
5.3 回调函数定义
回调函数用于处理sqlite3_exec执行 SELECT 后的查询结果：
// 回调函数：逐行处理查询结果
static int callback(void *NotUsed, // 用户自定义参数（由sqlite3_exec的arg传入）int argc, // 结果列数char **argv, // 结果数据数组（argv[i]为第i列的值，NULL表示空值）char **azColName // 列名数组（azColName[i]为第i列的列名）
) {int i;// 遍历列数据，打印列名和对应值for (i = 0; i < argc; i++) {printf("%s = %s\n", azColName[i], argv[i] ? argv[i] : "NULL");}printf("\n"); // 每行数据后换行return 0; // 返回0表示继续处理下一行，非0则中断
}
5.4 完整示例代码
示例 1：控制台输出查询结果
#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>// 回调函数：处理并打印查询结果
int show(void* arg, int col, char** result, char** title) {static int flag = 0; // 标记是否首次调用（仅打印一次列名）int i = 0;// 首次调用：打印列名if (0 == flag) {flag = 1;for (i = 0; i < col; i++) {printf("%s\t", title[i]);}}// 打印当前行数据printf("\n");for (i = 0; i < col; i++) {printf("%s\t", result[i] ? result[i] : "NULL");}return 0;
}int main(int argc, char** argv) {sqlite3* db = NULL; // 数据库连接句柄char* errmsg = NULL; // 错误信息指针int ret;// 1. 打开数据库ret = sqlite3_open("./test.db", &db);if (SQLITE_OK != ret) {fprintf(stderr, "打开数据库失败：%s\n", sqlite3_errstr(ret));sqlite3_close(db);return 1;}// 2. 执行查询SQLchar sql_cmd[] = "SELECT * FROM user;";ret = sqlite3_exec(db, sql_cmd, show, NULL, &errmsg);if (SQLITE_OK != ret) {fprintf(stderr, "执行SQL失败：%s（SQL：%s）\n", errmsg, sql_cmd);sqlite3_free(errmsg); // 释放错误信息内存sqlite3_close(db);return 1;}// 3. 关闭数据库sqlite3_close(db);return 0;
}
示例 2：查询结果写入文件
#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>// 回调函数：将查询结果写入文件
int show(void* arg, int col, char** result, char** title) {FILE* fp = (FILE*)arg; // 传入的文件指针static int flag = 0; // 标记是否首次调用int i = 0;// 首次调用：写入列名if (0 == flag) {flag = 1;for (i = 0; i < col; i++) {fprintf(fp, "%s\t", title[i]);}}// 写入当前行数据fprintf(fp, "\n");for (i = 0; i < col; i++) {fprintf(fp, "%s\t", result[i] ? result[i] : "NULL");}return 0;
}int main(int argc, char** argv) {sqlite3* db = NULL;char* errmsg = NULL;int ret;// 1. 打开数据库ret = sqlite3_open("./test.db", &db);if (SQLITE_OK != ret) {fprintf(stderr, "打开数据库失败：%s\n", sqlite3_errstr(ret));sqlite3_close(db);return 1;}// 2. 打开文件（用于写入结果）FILE* fp = fopen("result.txt", "w");if (NULL == fp) {perror("打开文件失败");sqlite3_close(db);return 1;}// 3. 执行查询SQL，将文件指针传入回调函数char sql_cmd[] = "SELECT * FROM user;";ret = sqlite3_exec(db, sql_cmd, show, fp, &errmsg);if (SQLITE_OK != ret) {fprintf(stderr, "执行SQL失败：%s（SQL：%s）\n", errmsg, sql_cmd);sqlite3_free(errmsg);sqlite3_close(db);fclose(fp);return 1;}// 4. 关闭资源fclose(fp);sqlite3_close(db);return 0;
}
5.5 运行示例
# 1. 编译代码
gcc query_to_file.c -lsqlite3 -lpthread -o query_to_file# 2. 执行程序（前提：test.db已存在且含user表）
./query_to_file# 3. 查看结果文件
cat result.txt
理想输出（result.txt）：
id name age dt
1 张三 23 2024-05-20 15:30:45
2 李四 25 2024-05-20 15:31:20