数据库——基础概念与 SQLite 实践

目录

一、数据库的核心概念

[二、SQLite 概述](#二、SQLite 概述)

1.核心特性

2.典型应用场景

[三、SQLite 的安装与编译](#三、SQLite 的安装与编译)

[1.安装（Linux 系统）](#1.安装（Linux 系统）)

[2.编译（C 语言程序）](#2.编译（C 语言程序）)

[四、SQLite 操作指令与 SQL 语句](#四、SQLite 操作指令与 SQL 语句)

[1.SQLite 终端指令](#1.SQLite 终端指令)

[2.常用 SQL 语句](#2.常用 SQL 语句)

[2.1 表结构操作](#2.1 表结构操作)

[2.2 数据操作](#2.2 数据操作)

[五、C 语言操作 SQLite](#五、C 语言操作 SQLite)

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数据库是用于集中存储、高效统计及规范化管理数据（包含新增、查询、修改、删除等操作）的系统，其核心价值在于解决数据分散存储、管理效率低、一致性差的问题，不仅适用于服务器级别的业务系统，也能部署在智能手环、智能家居等嵌入式设备中，实现本地数据的轻量化管理。

一、数据库的核心概念

数据库的层级逻辑结构可分为：库→表→记录→字段，各层级的含义如下：

• 库：一个独立的数据库容器，可包含多个表；
• 表：数据库中存储数据的基本单元，对应一类业务对象（如 "用户表""订单表"）；
• 记录：表中的一行数据，对应一个具体的业务实体（如某一个用户的信息）；
• 字段：表中的一列数据，对应业务实体的一个属性（如用户的 "ID""姓名""年龄"）。

按部署规模与场景，常用数据库可分为三类：

• 大型数据库：以 ORACLE 为代表，适用于高并发、大容量的企业级业务系统；
• 中型数据库：以 MySQL、MSSQL 为代表，是互联网应用、中小企业系统的常用选择；
• 小型数据库：以 SQLite、DBII 为代表，主打轻量、嵌入式场景。

此外，数据库领域的常见术语包括：

• DB：数据库（即数据存储的容器）；
• DBMS：数据库管理系统（用于操作和管理数据库的软件工具）；
• MIS：管理信息系统（基于数据库构建的业务管理平台）；
• OA：办公自动化（依托数据库实现流程、文档等办公数据的管理）。

二、SQLite 概述

SQLite 是一款轻量级嵌入式数据库，凭借其极简、灵活的特性，成为嵌入式场景与小型应用的主流选择，核心特性及应用场景如下：

1.核心特性

1. 开源免费，基于 C 语言开发，跨平台兼容性强；
2. 体积极致轻量化：代码量仅约 1 万行，编译后整体体积小于 10M；
3. 无依赖部署：属于绿色软件，无需安装，仅需单个动态库或静态库即可运行；
4. 文件型存储：整个数据库对应一个物理文件，可直接复制、移动，便于数据迁移；
5. 存储容量充足：单库最大支持 2T 数据存储，满足多数小型场景需求。

2.典型应用场景

• 移动端应用：Android、iOS App 的本地数据存储（如聊天记录、缓存信息）；
• 嵌入式设备：智能家居、工业控制器中的配置数据、运行日志存储；
• 小型工具：本地笔记、轻量管理工具的离线数据管理。

三、SQLite 的安装与编译

1.安装（Linux 系统）

执行以下命令完成安装：

sudo apt-get install sqlite3  # 安装SQLite工具
sudo apt-get install libsqlite3-dev  # 安装开发依赖库

2.编译（C 语言程序）

编写 C 语言代码后，通过以下命令编译（以 sqli.c 为例）：

gcc test.c -lsqlite3  # 链接libsqlite3库，生成可执行文件

四、SQLite 操作指令与 SQL 语句

1.SQLite 终端指令

打开终端，执行sqlite3 数据库名.db（如sqlite3 user.db）即可进入 SQLite 交互环境，常用指令及作用如下：

• .database：查看当前连接的数据库对应的物理文件路径；
• .table：列出当前数据库中已创建的所有表；
• .schema 表名：查看指定表的创建语句（若不指定表名，则显示所有表的结构）；
• .q/.quit/.exit：退出 SQLite 交互环境；
• .header on：开启查询结果的表头显示（便于查看字段对应关系）。

2.常用 SQL 语句

SQL 语句是操作数据库的标准语言，在 SQLite 中需以分号结尾，核心操作及示例如下：

2.1 表结构操作

• 创建表：定义表的字段及数据类型

create table user(id int, name char, age int); 
-- 创建user表，包含id（整数）、name（字符）、age（整数）字段

• **删除表：**删除指定表（需谨慎操作，数据将被清空）

drop table user;
-- 删除user表

2.2 数据操作

• 插入数据：向表中添加一条记录

insert into user values(3,"wang",11);
-- 向user表插入一条记录：id=3、name=wang、age=11

• 查询数据 ：从表中筛选指定数据

  • 基础查询：

  select * from user where age>20 or age<50;
  -- 查询user表中年龄>20或<50的所有记录（*代表所有字段）

  • 模糊查询（使用LIKE操作符）：
    • 通过通配符匹配字符串，常用通配符包括：
      • _：代表一个任意字符；
      • %：代表任意多个任意字符；

  select * from user where name like 'zhang_'; 
  -- 匹配name以zhang开头、后接1个任意字符的记录（如zhang1、zhangA）
  
  select * from user where name like 'zhang%'; 
  -- 匹配name以zhang开头、后接任意字符的记录（如zhang、zhangsan、zhang123）

• **修改数据：**更新表中已有的记录

update user set id = 1 where name = 'li';
-- 将user表中name为li的记录，id修改为1

• 删除数据：删除表中指定记录

delete from user where id = 1 or id = 2;
-- 删除user表中id为1或2的记录

五、C 语言操作 SQLite

通过 C 语言操作 SQLite 的核心流程为：

1. 打开数据库（sqlite3_open）
2. 执行 SQL 语句（sqlite3_exec）
3. 关闭数据库（sqlite3_close）

示例代码如下（向 user 表插入数据）：

#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>

int main(int argc, char** argv)
{
    sqlite3* db = NULL;
    // 1. 打开数据库
    int ret = sqlite3_open("123.db", &db);
    if (ret != SQLITE_OK)
    {
        fprintf(stderr, "sqlite3_open: %s\n", sqlite3_errmsg(db));
        sqlite3_close(db);
        return 1;
    }

    char* errmsg = NULL;
    // 2. 执行SQL语句
    char sql_cmd[512] = "insert into user values(6,'zhangsan',21);";
    ret = sqlite3_exec(db, sql_cmd, NULL, NULL, &errmsg);
    if (ret != SQLITE_OK)
    {
        fprintf(stderr, "sqlite3_exec: %s\n", errmsg);
        sqlite3_free(errmsg);
        sqlite3_close(db);
        return 1;
    }

    // 3. 关闭数据库
    sqlite3_close(db);
    return 0;
}