C/C++ 通过SQLiteSDK增删改查
【摘要】 SQLite，作为一款嵌入式关系型数据库管理系统，一直以其轻量级、零配置以及跨平台等特性而备受青睐。不同于传统的数据库系统，SQLite是一个库，直接与应用程序一同编译和链接，无需单独的数据库服务器进程，实现了数据库的零配置管理。这种设计理念使得SQLite成为许多嵌入式系统、移动应用和小型项目中的首选数据库引擎。SQLite的特点包括：嵌入式数据库引擎： SQLite 是一个嵌入式数据库引...
SQLite，作为一款嵌入式关系型数据库管理系统，一直以其轻量级、零配置以及跨平台等特性而备受青睐。不同于传统的数据库系统，SQLite是一个库，直接与应用程序一同编译和链接，无需单独的数据库服务器进程，实现了数据库的零配置管理。这种设计理念使得SQLite成为许多嵌入式系统、移动应用和小型项目中的首选数据库引擎。
SQLite的特点包括：
- 嵌入式数据库引擎： SQLite 是一个嵌入式数据库引擎，意味着它是一个库，与应用程序一同编译和链接，而不是作为独立的进程运行。
- 零配置： 无需配置或管理。SQLite 不需要一个独立的数据库服务器进程，所有的操作都是直接在存储在文件中的数据库上执行。
- 轻量级： SQLite 是一个轻量级的数据库，相对于一些其他数据库管理系统来说，它的内存占用和资源消耗相对较小。
- 支持 SQL： SQLite 支持大部分标准的 SQL 语法，并提供了事务支持，包括隔离级别和回滚。
- 跨平台： SQLite 可以在各种操作系统上运行，包括 Windows、Linux、macOS 和其他嵌入式系统。
- 自给自足： SQLite 数据库是一个单一的磁盘文件，整个数据库被存储在一个文件中，这使得备份、复制或传输数据库变得非常容易。
- 开源： SQLite 是一个开源项目，采用公共领域授权（Public Domain License），可以在商业和非商业项目中免费使用。
SQLite 数据库以其独特的自给自足特性脱颖而出，整个数据库被存储在一个单一的磁盘文件中，使得备份、复制或传输数据库变得异常简单。而作为一款开源项目，SQLite采用了公共领域授权，可以在商业和非商业项目中免费使用。
由于该数据库的小巧和简洁所以在使用上也非常容易，当读者下载好附件以后会看到如下图所示的文件；
使用时只需要将sqlite3.h与sqlite3.c文件导入到项目中并使用#include "sqlite3.h"即可，无需做其他配置，图中的sqlite3.dll是动态库，sqlite3.exe则是一个命令行版本的数据库可在测试时使用它。
打开与关闭库
sqlite3_open 用于打开或创建一个 SQLite 数据库文件。该函数的原型如下：
int sqlite3_open(
const char *filename, /* Database filename (UTF-8) */
sqlite3 **ppDb /* OUT: SQLite db handle */
);
filename: 要打开或创建的 SQLite 数据库文件的路径。如果文件不存在，将会创建一个新的数据库文件。ppDb: 用于存储 SQLite 数据库句柄（handle）的指针。SQLite 数据库句柄是与一个打开的数据库关联的结构，它在后续的 SQLite 操作中用作标识。
该函数返回一个整数值，代表函数的执行状态。如果函数成功执行，返回 SQLITE_OK。如果有错误发生，返回一个表示错误代码的整数值。可以通过 sqlite3_errmsg 函数获取更详细的错误信息。
sqlite3_close 用于关闭数据库连接的函数。其原型如下：
int sqlite3_close(sqlite3*);
sqlite3: 要关闭的 SQLite 数据库连接的句柄。
该函数返回一个整数值，用于表示函数的执行状态。如果函数成功执行，返回 SQLITE_OK。如果有错误发生，返回一个表示错误代码的整数值。
使用 sqlite3_close 函数可以释放与数据库连接相关的资源，并确保数据库文件被正确关闭。在关闭数据库连接之前，应该确保已经完成了所有需要执行的 SQL 语句，并在需要的情况下检查执行结果。
// 打开数据库并返回句柄
sqlite3* open_database(std::string database_name)
{
int ref =-1;
sqlite3 *db = 0;
ref = sqlite3_open(database_name.c_str(), &db);
if (ref == SQLITE_OK)
return db;
return false;
}
// 关闭数据库
bool close_database(sqlite3 *db)
{
int ref = sqlite3_close(db);
if (ref == SQLITE_OK)
return true;
return false;
}
执行查询语句
sqlite3_exec 用于执行 SQL 语句的高级接口函数。它的原型如下：
int sqlite3_exec(
sqlite3* db, /* Database handle */
const char* sql, /* SQL statement, UTF-8 encoded */
int (*callback)( /* Callback function */
void*, /* Callback parameter */
int, /* Number of columns in the result set */
char**, /* Array of column values */
char** /* Array of column names */
),
void* callback_param, /* 1st argument to callback function */
char** errmsg /* Error msg written here */
);
db: SQLite 数据库连接的句柄。sql: 要执行的 SQL 语句，以 UTF-8 编码。callback: 回调函数，用于处理查询结果的每一行数据。callback_param: 传递给回调函数的参数。errmsg: 用于存储错误消息的指针。
sqlite3_exec 函数执行一个或多个 SQL 语句，并对每一条语句的执行结果调用指定的回调函数。回调函数的原型如下：
int callback(
void* callback_param, /* 参数，由 sqlite3_exec 传递给回调函数 */
int num_columns, /* 结果集中的列数 */
char** column_values, /* 指向结果集中当前行的列值的数组 */
char** column_names /* 指向结果集中列名的数组 */
);
callback_param: 回调函数的参数，由sqlite3_exec传递给回调函数。num_columns: 结果集中的列数。column_values: 指向结果集中当前行的列值的数组。column_names: 指向结果集中列名的数组。
回调函数返回一个整数，用于指示是否继续执行后续的 SQL 语句。如果回调函数返回非零值，sqlite3_exec 将停止执行 SQL，并立即返回。
sqlite3_prepare_v2 用于准备 SQL 语句的接口函数。它的原型如下：
int sqlite3_prepare_v2(
sqlite3* db, /* Database handle */
const char* sql, /* SQL statement, UTF-8 encoded */
int sql_len, /* Length of SQL statement in bytes, or -1 for zero-terminated */
sqlite3_stmt** stmt, /* OUT: Statement handle */
const char** tail /* OUT: Pointer to unused portion of SQL statement */
);
db: SQLite 数据库连接的句柄。sql: 要准备的 SQL 语句，以 UTF-8 编码。sql_len: SQL 语句的长度，如果为 -1，则表示 SQL 语句以 null 结尾。stmt: 用于存储准备好的语句句柄的指针。tail: 用于存储未使用的 SQL 语句的指针。
sqlite3_prepare_v2 函数用于将 SQL 语句编译成一个 SQLite 语句对象（prepared statement）。这个对象可以被多次执行，每次执行时可以绑定不同的参数。stmt 参数将用于存储编译后的语句的句柄，以供后续的操作。
sqlite3_step 执行预编译 SQL 语句的接口函数。它的原型如下：
int sqlite3_step(sqlite3_stmt*);
sqlite3_stmt*: 由sqlite3_prepare_v2预编译的 SQL 语句的句柄。
sqlite3_step 函数用于执行由 sqlite3_prepare_v2 预编译的 SQL 语句。在执行过程中，可以通过不断调用 sqlite3_step 来逐行获取查询结果，直到结果集结束。对于非查询语句（如 INSERT、UPDATE、DELETE），sqlite3_step 函数执行一次即可完成操作。
该函数的返回值表示执行的结果，可能的返回值包括：
SQLITE_ROW: 成功获取一行数据。SQLITE_DONE: 执行完成，没有更多的数据可用（用于非查询语句）。- 其他错误码，表示执行过程中出现了错误。
sqlite3_column_text 用于获取查询结果集中某一列的文本值。其原型为：
const unsigned char *sqlite3_column_text(sqlite3_stmt*, int iCol);
sqlite3_stmt*: 由sqlite3_prepare_v2预编译的 SQL 语句的句柄。int iCol: 列的索引，从0开始。
该函数返回指向字符串值的指针，该字符串值是查询结果集中指定列的文本表示。需要注意的是，返回的指针指向 SQLite 内部的存储区，应该在使用完之后尽早释放资源。
sqlite3_column_int 用于获取查询结果集中某一列的整数值。其原型为：
int sqlite3_column_int(sqlite3_stmt*, int iCol);
sqlite3_stmt*: 由sqlite3_prepare_v2预编译的 SQL 语句的句柄。int iCol: 列的索引，从0开始。
该函数返回查询结果集中指定列的整数表示。需要注意的是，如果该列不是整数类型，或者包含的数据无法转换为整数，那么返回的结果可能不是有效的整数值。
sqlite3_finalize 用于释放一个预备语句对象（prepared statement）。在使用 sqlite3_prepare_v2 函数准备 SQL 语句后，需要使用 sqlite3_finalize 来释放相应的语句对象。
该函数的原型为：
int sqlite3_finalize(sqlite3_stmt *pStmt);
sqlite3_stmt *pStmt: 指向要释放的语句对象的指针。
该函数返回 SQLITE_OK 表示成功，返回其他错误码表示失败。
// 执行SQL语句
bool exec_sql(sqlite3 *db, char *sql)
{
char *error_code = 0;
int ref = sqlite3_exec(db, sql, 0, 0, &error_code);
if (ref == SQLITE_OK)
{
return true;
}
return false;
}
// 插入数据
bool insert_data(sqlite3 *db, char *sql)
{
sqlite3_stmt *stmt = 0;
// 插入前检查语句合法性, -1自动计算SQL长度
int ref = sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, 0);
if (ref == SQLITE_OK)
{
sqlite3_step(stmt); // 执行语句
sqlite3_finalize(stmt); // 清理语句句柄
return true;
}
sqlite3_finalize(stmt);
return false;
}
// 查询数据集
bool select_data(sqlite3 *db, char *sql)
{
sqlite3_stmt *stmt = 0;
int ref = sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, 0);
if (ref == SQLITE_OK)
{
// 每调一次sqlite3_step()函数，stmt就会指向下一条记录
while (sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW)
{
// 取出第1列字段的值
const unsigned char *name = sqlite3_column_text(stmt, 1);
// 取出第2列字段的值
int age = sqlite3_column_int(stmt, 2);
std::cout << "姓名: " << name << " 年龄: " << age << std::endl;
}
}
else
{
sqlite3_finalize(stmt);
return false;
}
sqlite3_finalize(stmt);
return true;
}
调用查询语句
创建数据库
首先打开了名为 "database.db" 的 SQLite 数据库，并创建了一个名为 "LySharkDB" 的表，该表格包含了id、name、age 和 msg四个字段。随后，通过执行 SQL 语句创建了这个表格。最后，关闭了数据库连接。这段代码主要用于数据库初始化操作，确保了数据库中包含了指定的表格结构。
int main(int argc, char *argv[])
{
sqlite3* open_db = open_database("database.db");
if (open_db != false)
{
bool create_table_ref;
std::string sql =
"create table LySharkDB("
"id int auto_increment primary key,"
"name char(30) not null,"
"age int not null,"
"msg text default null"
")";
// 运行创建表操作
char run_sql[1024] = { 0 };
strcpy(run_sql, sql.c_str());
create_table_ref = exec_sql(open_db, run_sql);
}
close_database(open_db);
std::system("pause");
return 0;
}
上述代码运行后则可以创建一个数据库database.db表名为LySharkDB读者可以使用数据库工具打开该表，其结构如下所示；
插入数据测试
创建数据库后，接着就是插入数据测试，插入时可以使用insert_data，如下代码项数据库中插入5条记录；
int main(int argc, char *argv[])
{
sqlite3* open_db = open_database("./database.db");
if (open_db != false)
{
bool create_table_ref;
// 运行插入记录
if (create_table_ref == true)
{
bool insert_ref = 0;
insert_ref = insert_data(open_db, "insert into LySharkDB(id,name,age,msg) values(1,'lyshark',1,'hello lyshark');");
insert_ref = insert_data(open_db, "insert into LySharkDB(id,name,age,msg) values(2,'guest',2,'hello guest');");
insert_ref = insert_data(open_db, "insert into LySharkDB(id,name,age,msg) values(3,'admin',3,'hello admin');");
insert_ref = insert_data(open_db, "insert into LySharkDB(id,name,age,msg) values(4,'wang',4,'hello wang');");
insert_ref = insert_data(open_db, "insert into LySharkDB(id,name,age,msg) values(5,'sqlite',5,'hello sql');");
if (insert_ref == true)
{
std::cout << "插入完成" << std::endl;
}
}
}
close_database(open_db);
std::system("pause");
return 0;
}
插入后，打开数据库管理软件，可看到插入后的记录；
查询与删除数据
而查询删除与增加记录，我们这里直接使用exec_sql()函数，通过传入不同的SQL语句实现。
int main(int argc, char *argv[])
{
sqlite3* open_db = open_database("./database.db");
if (open_db != false)
{
// 删除记录
bool delete_ref = exec_sql(open_db, "delete from LySharkDB where id = 5;");
if (delete_ref == true)
{
std::cout << "删除完成." << std::endl;
}
// 更新记录
bool update_ref = exec_sql(open_db, "update LySharkDB set name='lyshark' where id = 4;");
if (update_ref == true)
{
std::cout << "更新完成." << std::endl;
}
// 查询数据
bool select_ref = select_data(open_db, "select * from LySharkDB;");
if (select_ref == true)
{
std::cout << "查询完毕." << std::endl;
}
}
close_database(open_db);
std::system("pause");
return 0;
}
执行更新后的表记录如下所示；
查询区间数据
首先创建一些数据集，这里通过循环生成并插入数据，如下代码中新建一个TimeDB数据表，其中有三个字段uid,host_time,cpu_value；
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <vector>
#include <time.h>
#include "sqlite3.h"
#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <boost/format.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;
// 获取本地时间日期
std::string get_local_datetime()
{
char ct[80];
time_t tt;
struct tm *tblock;
tt = time(NULL);
tblock = localtime(&tt);
strftime(ct, sizeof(ct), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", tblock);
return ct;
}
// 初始化创建表结构
void Init_Database()
{
sqlite3* open_db = open_database("./database.db");
if (open_db != false)
{
bool create_table_ref;
std::string sql =
"create table TimeDB("
"uid primary key,"
"host_time char(128) not null,"
"cpu_value int not null"
");";
char run_sql[1024] = { 0 };
strcpy(run_sql, sql.c_str());
exec_sql(open_db, run_sql);
}
close_database(open_db);
}
// 批量生成时间字符串并插入数据表
void Insert_Test()
{
sqlite3* open_db = open_database("./database.db");
for (int x = 0; x < 1000; x++)
{
// 获取本地日期时间
std::string local_times = get_local_datetime();
std::string format_string = boost::str(boost::format("insert into TimeDB(uid,host_time,cpu_value) values(%d,'%s',%d);") % x %local_times %x);
std::cout << "执行SQL: " << format_string << std::endl;
char run_sql[1024] = { 0 };
strcpy(run_sql, format_string.c_str());
insert_data(open_db, run_sql);
_sleep(1000);
}
close_database(open_db);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
sqlite3* open_db = open_database("./database.db");
Init_Database();
Insert_Test();
std::system("pause");
return 0;
}
如下是五分钟的模拟数据；
当有了数据则再查询，代码中Select_Time_List函数演示了如何通过时间查询一个区间的数据，并返回一个容器列表给被调用者使用，查询代码如下所示；
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <vector>
#include <time.h>
#include "sqlite3.h"
#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <boost/format.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;
// 打开数据库并返回句柄
sqlite3* open_database(std::string database_name)
{
int ref = -1;
sqlite3 *db = 0;
ref = sqlite3_open(database_name.c_str(), &db);
if (ref == SQLITE_OK)
return db;
return false;
}
// 关闭数据库
bool close_database(sqlite3 *db)
{
int ref = sqlite3_close(db);
if (ref == SQLITE_OK)
return true;
return false;
}
// 执行SQL语句
bool exec_sql(sqlite3 *db, char *sql)
{
char *error_code = 0;
int ref = sqlite3_exec(db, sql, 0, 0, &error_code);
if (ref == SQLITE_OK)
{
return true;
}
return false;
}
// 插入数据
bool insert_data(sqlite3 *db, char *sql)
{
sqlite3_stmt *stmt = 0;
// 插入前检查语句合法性, -1自动计算SQL长度
int ref = sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, 0);
if (ref == SQLITE_OK)
{
sqlite3_step(stmt); // 执行语句
sqlite3_finalize(stmt); // 清理语句句柄
return true;
}
sqlite3_finalize(stmt);
return false;
}
// 查询数据集
bool select_data(sqlite3 *db, char *sql)
{
sqlite3_stmt *stmt = 0;
int ref = sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, 0);
if (ref == SQLITE_OK)
{
// 每调一次sqlite3_step()函数，stmt就会指向下一条记录
while (sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW)
{
// 取出第1列字段的值
const unsigned char *name = sqlite3_column_text(stmt, 1);
// 取出第2列字段的值
int age = sqlite3_column_int(stmt, 2);
std::cout << "姓名: " << name << " 年龄: " << age << std::endl;
}
}
else
{
sqlite3_finalize(stmt);
return false;
}
sqlite3_finalize(stmt);
return true;
}
// 获取本地时间日期
std::string get_local_datetime()
{
char ct[80];
time_t tt;
struct tm *tblock;
tt = time(NULL);
tblock = localtime(&tt);
strftime(ct, sizeof(ct), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", tblock);
return ct;
}
// 初始化创建表结构
void Init_Database()
{
sqlite3* open_db = open_database("./database.db");
if (open_db != false)
{
bool create_table_ref;
std::string sql =
"create table TimeDB("
"uid primary key,"
"host_time char(128) not null,"
"cpu_value int not null"
");";
char run_sql[1024] = { 0 };
strcpy(run_sql, sql.c_str());
exec_sql(open_db, run_sql);
}
close_database(open_db);
}
// 批量生成时间字符串并插入数据表
void Insert_Test()
{
sqlite3* open_db = open_database("./database.db");
for (int x = 0; x < 1000; x++)
{
// 获取本地日期时间
std::string local_times = get_local_datetime();
std::string format_string = boost::str(boost::format("insert into TimeDB(uid,host_time,cpu_value) values(%d,'%s',%d);") % x %local_times %x);
std::cout << "执行SQL: " << format_string << std::endl;
char run_sql[1024] = { 0 };
strcpy(run_sql, format_string.c_str());
insert_data(open_db, run_sql);
_sleep(1000);
}
close_database(open_db);
}
// 查询时间区间并返回 传入开始时间与结束时间,过滤出特定的记录
bool Select_Time_List(sqlite3 *db, std::vector<std::map<std::string, int>> &time_ref, std::string start_time, std::string end_time)
{
sqlite3_stmt *stmt = 0;
std::string format_string = boost::str(boost::format("select * from TimeDB where host_time >= '%s' and host_time <= '%s';") % start_time %end_time);
char run_sql[1024] = { 0 };
strcpy(run_sql, format_string.c_str());
int ref = sqlite3_prepare_v2(db, run_sql, -1, &stmt, 0);
if (ref == SQLITE_OK)
{
while (sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW)
{
std::map < std::string, int > ptr;
// 取出第一个和第二个字段
const unsigned char *time_text = sqlite3_column_text(stmt, 1);
const int cpu_value = sqlite3_column_int(stmt, 2);
// 放入一个map容器中
ptr[boost::lexical_cast<std::string>(time_text)] = cpu_value;
time_ref.push_back(ptr);
}
sqlite3_finalize(stmt);
return true;
}
sqlite3_finalize(stmt);
return false;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
sqlite3* open_db = open_database("./database.db");
//Init_Database();
//Insert_Test();
// 查询 2023-11-25 19:52:31 - 2023-11-25 19:53:35 区间内的所有的负载情况
std::vector<std::map<std::string, int>> db_time;
bool is_true = Select_Time_List(open_db, db_time, "2023-11-25 19:52:31", "2023-11-25 19:53:35");
if (is_true == true)
{
for (int x = 0; x < db_time.size(); x++)
{
// 输出该区间内的数据
std::map < std::string, int>::iterator ptr;
for (ptr = db_time[x].begin(); ptr != db_time[x].end(); ptr++)
{
std::cout << "时间区间: " << ptr->first << " CPU利用率: " << ptr->second << std::endl;
}
}
}
std::system("pause");
return 0;
}
例如代码中我们查询2023-11-25 19:52:31 - 2023-11-25 19:53:35这个区间内的数据信息，并返回一个map容器给被调用者，运行效果如下所示；
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