青少年编程与数学 02-012 SQLite 数据库简介 01课题、数据库概要

青少年编程与数学 02-012 SQLite 数据库简介 01课题、数据库概要）

一、特点
二、功能

课题摘要:SQLite 是一种轻量级的嵌入式关系型数据库管理系统。

一、特点

轻量级
- 它不需要单独的服务器进程来运行。不像 MySQL 或 PostgreSQL 这样的数据库系统需要一个专门的服务器来处理数据库请求。SQLite 可以直接嵌入到应用程序中，应用程序通过调用 SQLite 的库函数来操作数据库。例如，在一个小型的桌面应用程序中，开发者只需将 SQLite 的动态链接库（如 sqlite3.dll）与应用程序一起打包，应用程序就可以直接使用 SQLite 来存储和管理数据，无需安装和配置复杂的数据库服务器。
- 它的资源占用非常低。对于内存和磁盘空间的需求很少。在一些资源受限的设备，如早期的智能手机或者嵌入式系统中，SQLite 能够很好地运行。以一个简单的 SQLite 数据库为例，它可能只需要几 MB 的磁盘空间来存储数据文件，并且在运行时对内存的消耗也很小，通常几十 MB 的内存就足够了，这使得它非常适合在内存和存储资源有限的环境中使用。
自包含
- SQLite 的数据库是一个单独的磁盘文件。所有的数据，包括表、索引、视图等数据库对象都存储在这个文件中。这种设计使得数据库的备份和迁移变得非常简单。例如，如果要备份一个 SQLite 数据库，只需将这个数据库文件复制到另一个位置即可。同样，在迁移数据库时，将文件传输到新的设备或系统上，然后应用程序就可以继续使用这个数据库文件，无需复杂的导出和导入过程。
无服务器架构
- 由于没有服务器进程，SQLite 不需要进行网络连接配置。在多用户环境中，SQLite 采用文件锁定机制来保证数据的一致性。当一个用户（或应用程序实例）正在写入数据库时，其他用户会被阻止写入，但可以进行读取操作。这种机制虽然在高并发写入场景下可能会有一些性能瓶颈，但对于一些并发要求不高的应用场景，如小型的单机应用程序或者轻量级的多用户桌面应用，是完全可行的。
跨平台
- SQLite 可以在多种操作系统上运行，包括 Windows、Linux、macOS 等主流操作系统，以及一些嵌入式操作系统。这使得开发者可以在不同的平台上使用相同的数据库代码。例如，一个开发者可以在 Windows 系统上开发一个使用 SQLite 的应用程序，然后将该应用程序移植到 Linux 系统上，而无需对数据库相关的代码进行大量修改，只要确保 SQLite 库在目标操作系统上可用即可。
易于使用
- 它提供了简单易用的 API 接口。对于开发者来说，使用 SQLite 进行数据库操作非常方便。以 C 语言为例，通过调用 SQLite 提供的函数，如 sqlite3_open() 打开数据库、sqlite3_exec() 执行 SQL 语句等，就可以轻松地实现数据库的创建、表的创建、数据的增删改查等操作。而且 SQLite 支持大部分标准的 SQL 语句，开发者如果熟悉 SQL 语言，就可以很快地掌握如何使用 SQLite 进行数据库编程。

二、功能

数据存储
- SQLite 支持多种数据类型，包括整型（INTEGER）、浮点型（REAL）、文本型（TEXT）、blob（二进制大对象）等。它可以存储各种类型的数据，从简单的数字、字符串到复杂的二进制数据，如图片、音频文件等。例如，在一个多媒体应用程序中，可以使用 SQLite 的 blob 类型来存储图片数据，将图片文件的内容直接存储在数据库表的一列中，方便应用程序对图片进行管理和检索。
- 它能够创建多个表来组织数据。每个表可以有多个字段，字段之间可以通过外键等关系进行关联。比如在一个学校管理系统中，可以创建一个"学生"表，包含字段如学生编号、姓名、性别、班级编号等；同时创建一个"班级"表，包含班级编号、班级名称等字段。通过班级编号这个外键，可以将学生和班级表关联起来，方便查询某个班级的学生信息或者某个学生所在的班级信息。
事务支持
- SQLite 支持事务，可以保证数据操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）。当多个操作作为一个事务执行时，要么所有操作都成功完成，要么在出现错误时全部回滚。例如，在一个电子商务系统中，当用户提交一个订单时，可能需要同时进行多个操作，如更新库存数量、插入订单记录、记录支付信息等。这些操作可以作为一个事务提交给 SQLite 数据库，如果在事务执行过程中任何一个操作失败，如库存更新失败，那么整个事务都会回滚，订单记录和支付信息也不会被插入，从而保证了数据的完整性和一致性。
索引功能
- 可以为表的字段创建索引，以提高查询效率。当在某个字段上创建索引后，数据库在查询该字段时可以更快地定位数据。例如，在一个用户信息表中，如果经常需要根据用户名来查询用户信息，那么可以为用户名字段创建索引。这样，当执行类似 SELECT * FROM users WHERE username='kimi' 的查询语句时，SQLite 可以利用索引快速找到用户名为"kimi"的用户记录，而不需要扫描整个表，大大提高了查询速度。
视图和触发器
- 支持视图功能，视图是一个虚拟的表，其内容由 SQL 查询定义。通过创建视图，可以简化复杂的查询操作。例如，有一个订单表和商品表，如果经常需要查询某个商品的所有订单信息，可以创建一个视图，将订单表和商品表进行连接查询，并将结果定义为视图。在查询时，只需查询这个视图，而无需每次都编写复杂的连接查询语句。
- 触发器可以在特定的数据库操作（如插入、更新、删除）发生时自动执行一些操作。比如在一个库存管理系统中，当商品库存数量更新时，可以创建一个触发器，当库存数量低于某个阈值时，自动发送一个通知或者记录一条日志，提醒管理员进行补货操作。

SQLite 由于其轻量级、易于使用等特点，在很多领域都有广泛的应用，如移动应用开发（许多手机应用使用 SQLite 来存储本地数据）、桌面应用程序、嵌入式系统等。不过，它也有局限性，如在高并发写入场景下性能可能不如一些大型的数据库系统，对于超大型的数据存储和复杂的事务处理场景可能不太适用。