SQLite 數據庫核心知識與 C 語言編程

一、數據庫基礎概念

1.1 數據庫分類

根據規模和應用場景，數據庫可分為以下幾類：

  • 大型數據庫：Oracle（適用于企業級高并發、大容量場景）
  • 中型數據庫：MySQL、MSSQL（適用于中小型系統、Web 應用）
  • 小型數據庫：SQLite、DB2（適用于嵌入式設備、輕量應用）

1.2 常用核心名詞

縮寫全稱核心作用
DBDatabase（數據庫）用于數據的存儲、查詢和更新，是數據的集合
DBMSDatabase Management System（數據庫管理系統）操作和管理數據庫的軟件，如 SQLite、MySQL
MISManagement Information System（管理信息系統）基于數據庫的企業管理系統，如 ERP、CRM
OAOffice Automation（辦公自動化）基于數據庫的協同辦公系統，如考勤、審批

1.3 關系型數據庫與 SQL 分類

關系型數據庫基于表結構存儲數據，通過SQL（Structured Query Language，結構化查詢語言）?操作數據，SQL 按功能分為三類：

  • DDL（數據定義語言）：用于定義數據庫結構，如建表、刪表
  • DML（數據操作語言）：用于修改數據，如新增、更新、刪除數據
  • DQL（數據查詢語言）：用于查詢數據，如條件查詢、排序查詢

二、SQLite 核心特性

SQLite 是輕量級嵌入式數據庫，無需獨立服務器，核心特點如下：

  1. 開源免費：基于 C 語言開發，源代碼完全開放
  2. 極致輕量：核心代碼僅約 1 萬行，編譯后體積小于 10MB
  3. 無需安裝：綠色軟件，解壓即可使用，無復雜配置
  4. 文件存儲：整個數據庫存儲在單一文件中，便于移動和備份
  5. 容量充足：最大支持 2TB 數據存儲，滿足中小型應用需求
  6. 跨平臺兼容：支持 Windows、Linux、macOS 等主流操作系統

三、SQLite 安裝與基本使用

3.1 安裝方法（Ubuntu/Debian 系統）

# 安裝SQLite命令行工具
sudo apt-get install sqlite3
# 安裝開發庫（含頭文件和靜態庫，用于C語言開發）
sudo apt-get install libsqlite3-dev
驗證安裝
# 查看SQLite版本
sqlite3 --version
# 查看幫助信息
sqlite3 --help
編譯 C 程序
# 編譯時需鏈接SQLite庫和線程庫
gcc test.c -lsqlite3 -lpthread -o test

3.2 基本使用（命令行）

1. 啟動與退出
# 打開或創建名為test.db的數據庫文件（不存在則自動創建）
sqlite3 test.db# 退出SQLite命令行（兩種方式）
.q 或 .exit
  • 成功啟動后顯示?sqlite>?提示符
  • 若出現?...>?提示符，說明命令未結束，需輸入?;?結束
2. 創建數據庫
# 方法1：先創建空文件，再打開
touch test.db
sqlite3 test.db# 方法2：直接通過sqlite3命令創建并打開（推薦）
sqlite3 test.db

3.3 系統維護命令（以.開頭）

命令功能描述
.database列出當前數據庫及關聯文件路徑
.tables列出當前數據庫中的所有表
.schema [表名]顯示指定表的結構（CREATE 語句），無表名則顯示所有表
.dump [表名]導出數據庫或指定表的 SQL 腳本
.headers on/off開啟 / 關閉查詢結果的列標題顯示
.exit退出 SQLite 程序

3.4 數據庫導入與導出

導出數據庫（備份）
# 將test.db數據庫導出為SQL腳本backup.sql
sqlite3 test.db .dump > backup.sql
導入數據庫（恢復）
# 將backup.sql腳本導入到new.db數據庫（new.db不存在則創建）
sqlite3 new.db < backup.sql

四、SQL 基本語法

4.1 DDL（數據定義語言）

1. 創建表
-- 方式1：默認字段類型為TEXT
CREATE TABLE user(id, name, age);-- 方式2：指定字段類型（推薦）
CREATE TABLE user(id INT,        -- 整數類型name TEXT,     -- 文本類型age INT,       -- 整數類型dt DATETIME    -- 時間類型
);
  • SQLite 支持的數據類型：INT（整數）、TEXT（文本）、REAL（浮點數）、BLOB（二進制）
  • 若不指定類型，默認按TEXT處理
2. 刪除表
-- 刪除名為user的表（謹慎操作，數據不可恢復）
DROP TABLE user;

4.2 DML（數據操作語言）

1. 插入數據
-- 插入指定字段的數據（未指定字段值為NULL）
INSERT INTO user(id, age) VALUES(1, 10);-- 插入完整記錄（需與表字段順序一致）
INSERT INTO user VALUES(3, "wang", 11, datetime('now', '+8 hours'));-- 只插入部分字段（其余字段為NULL）
INSERT INTO user(age) VALUES(12);
  • datetime('now', '+8 hours')：獲取當前東八區時間
2. 更新數據
-- 單條件更新：修改name為'li'的記錄的id為1
UPDATE user SET id = 1 WHERE name = 'li';-- 多條件更新（AND）：同時滿足兩個條件
UPDATE user SET id = 1 WHERE name = "li" AND passwd = "123";-- 多條件更新（OR）：滿足任一條件
UPDATE user SET id = 2 WHERE name = "li" OR name = "zhao";
3. 刪除數據
-- 刪除表中所有數據（謹慎操作，無條件刪除）
DELETE FROM user;-- 單條件刪除：刪除id為1的記錄
DELETE FROM user WHERE id = 1;-- 多條件刪除（AND/OR）
DELETE FROM user WHERE id = 1 AND name = "zhang";
DELETE FROM user WHERE id = 1 OR id = 2;

4.3 DQL（數據查詢語言）

1. 基本查詢
-- 查詢表中所有字段和數據
SELECT * FROM user;-- 查詢指定字段
SELECT id FROM user;
SELECT id, name FROM user;
2. 條件查詢
-- 邏輯條件查詢（NOT）：查詢age不小于30的記錄
SELECT * FROM user WHERE NOT age < 30;-- 模糊查詢（LIKE）：%匹配0-任意字符，_匹配1個字符
SELECT * FROM user WHERE name LIKE '張%';  -- 匹配姓張的所有記錄
SELECT * FROM user WHERE name LIKE '張_';   -- 匹配姓張且名字為2個字的記錄-- 排序查詢（ORDER BY）：ASC升序（默認），DESC降序
SELECT * FROM user ORDER BY id;          -- 按id升序
SELECT * FROM user ORDER BY id DESC;     -- 按id降序-- 限制結果數量（LIMIT）：只返回前2條記錄
SELECT * FROM user LIMIT 2;-- 組合查詢：條件+排序+限制
SELECT * FROM user 
WHERE age > 20 OR age < 50 
ORDER BY age DESC 
LIMIT 2;

4.4 高級特性：自動增長列

SQLite 通過INTEGER PRIMARY KEY實現自動增長，無需AUTOINCREMENT：

-- 創建含自動增長列的表
CREATE TABLE user3(id INTEGER PRIMARY KEY ASC,  -- ASC表示升序增長（默認）name TEXT,age INT,dt DATETIME
);-- 插入數據：id傳入NULL觸發自增（首條記錄id=1，后續自動+1）
INSERT INTO user3 VALUES(NULL, '李四', 23, datetime('now'));

五、SQLite C 語言接口

5.1 開發環境準備

  • 頭文件：#include <sqlite3.h>
  • 編譯命令：gcc test.c -lsqlite3 -lpthread -o test

5.2 核心 API 函數

1. 打開數據庫：sqlite3_open
int sqlite3_open(const char *path,  // 數據庫文件路徑（如"./test.db"）sqlite3 **db       // 數據庫連接句柄的指針（輸出參數）
);
  • 功能：打開指定路徑的數據庫文件，不存在則創建
  • 返回值：成功返回SQLITE_OK（0），失敗返回非 0 錯誤碼
  • 錯誤處理：通過sqlite3_errmsg(db)獲取錯誤信息
2. 關閉數據庫：sqlite3_close
int sqlite3_close(sqlite3 *db);  // db：數據庫連接句柄
  • 功能：關閉數據庫連接
  • 返回值：成功返回SQLITE_OK，失敗返回錯誤碼
  • 注意：關閉前需確保所有 SQL 操作已完成
3. 執行 SQL 語句：sqlite3_exec
int sqlite3_exec(sqlite3 *db,                // 數據庫連接句柄const char *sql,            // 要執行的SQL語句int (*callback)(void*,int,char**,char**),  // 回調函數（處理查詢結果）void *arg,                  // 傳遞給回調函數的參數char **errmsg               // 錯誤信息指針（輸出參數）
);
  • 功能：執行 SQL 語句（INSERT/UPDATE/DELETE/SELECT 等）
  • 回調函數：僅 SELECT 查詢時需要，用于逐行處理結果；非查詢語句可設為NULL
  • 錯誤處理：錯誤信息需通過sqlite3_free(errmsg)釋放內存

5.3 回調函數定義

回調函數用于處理sqlite3_exec執行 SELECT 后的查詢結果：

// 回調函數：逐行處理查詢結果
static int callback(void *NotUsed,    // 用戶自定義參數（由sqlite3_exec的arg傳入）int argc,         // 結果列數char **argv,      // 結果數據數組（argv[i]為第i列的值，NULL表示空值）char **azColName  // 列名數組（azColName[i]為第i列的列名）
) {int i;// 遍歷列數據，打印列名和對應值for (i = 0; i < argc; i++) {printf("%s = %s\n", azColName[i], argv[i] ? argv[i] : "NULL");}printf("\n");  // 每行數據后換行return 0;      // 返回0表示繼續處理下一行，非0則中斷
}

5.4 完整示例代碼

示例 1：控制臺輸出查詢結果
#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>// 回調函數：處理并打印查詢結果
int show(void* arg, int col, char** result, char** title) {static int flag = 0;  // 標記是否首次調用（僅打印一次列名）int i = 0;// 首次調用：打印列名if (0 == flag) {flag = 1;for (i = 0; i < col; i++) {printf("%s\t", title[i]);}}// 打印當前行數據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;       // 數據庫連接句柄char* errmsg = NULL;      // 錯誤信息指針int ret;// 1. 打開數據庫ret = sqlite3_open("./test.db", &db);if (SQLITE_OK != ret) {fprintf(stderr, "打開數據庫失敗：%s\n", sqlite3_errstr(ret));sqlite3_close(db);return 1;}// 2. 執行查詢SQLchar sql_cmd[] = "SELECT * FROM user;";ret = sqlite3_exec(db, sql_cmd, show, NULL, &errmsg);if (SQLITE_OK != ret) {fprintf(stderr, "執行SQL失敗：%s（SQL：%s）\n", errmsg, sql_cmd);sqlite3_free(errmsg);  // 釋放錯誤信息內存sqlite3_close(db);return 1;}// 3. 關閉數據庫sqlite3_close(db);return 0;
}
示例 2：查詢結果寫入文件
#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>// 回調函數：將查詢結果寫入文件
int show(void* arg, int col, char** result, char** title) {FILE* fp = (FILE*)arg;    // 傳入的文件指針static int flag = 0;      // 標記是否首次調用int i = 0;// 首次調用：寫入列名if (0 == flag) {flag = 1;for (i = 0; i < col; i++) {fprintf(fp, "%s\t", title[i]);}}// 寫入當前行數據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. 打開數據庫ret = sqlite3_open("./test.db", &db);if (SQLITE_OK != ret) {fprintf(stderr, "打開數據庫失敗：%s\n", sqlite3_errstr(ret));sqlite3_close(db);return 1;}// 2. 打開文件（用于寫入結果）FILE* fp = fopen("result.txt", "w");if (NULL == fp) {perror("打開文件失敗");sqlite3_close(db);return 1;}// 3. 執行查詢SQL，將文件指針傳入回調函數char sql_cmd[] = "SELECT * FROM user;";ret = sqlite3_exec(db, sql_cmd, show, fp, &errmsg);if (SQLITE_OK != ret) {fprintf(stderr, "執行SQL失敗：%s（SQL：%s）\n", errmsg, sql_cmd);sqlite3_free(errmsg);sqlite3_close(db);fclose(fp);return 1;}// 4. 關閉資源fclose(fp);sqlite3_close(db);return 0;
}

5.5 運行示例

# 1. 編譯代碼
gcc query_to_file.c -lsqlite3 -lpthread -o query_to_file# 2. 執行程序（前提：test.db已存在且含user表）
./query_to_file# 3. 查看結果文件
cat result.txt

理想輸出（result.txt）：

id      name    age     dt
1       張三    23      2024-05-20 15:30:45
2       李四    25      2024-05-20 15:31:20

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