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Swift
 

数据库

数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库
 
嵌入式/移动客户端使用SQLite
 
iOS中数据存储的方式:
 
  • Plist(NSArray\NSDictionary):  特点: 只能存储系统自带的数据类型, 比如NSDictory, NSArray等等. 自定义的对象无法存储
     plist 文件存储一般都是存取字典和数组 , 直接写成 plist 文件 , 把它存到应用沙盒当中.
    只有在 ios 当中才有 plist 存储 , 它是 ios 特有的存储方式 .

  • Preference(偏好设置\NSUserDefaults):  特点: 本质就是一个plist文件; 也是只能存储系统自带的数据类型, 自定义的对象无法存储
     偏好设置NSUserDefaults
    底层就是封闭了一个字典 , 利用字典的方式生成 plist 文件
   
好处 : 不需要关心文件名 ( 它会自动生成 ) 快速进行键值对存储 .

  • NSCoding(NSKeyedArchiver\NSkeyedUnarchiver):  特点: 可以存储自己定义的数据类型, 但是都是一次性的全数据操作
     归档一般都是保存自定义对象的时候 , 使用归档 . 因为 plist 文件不能够保存自定义对象 .
    如果一个字典当中保存有自定义对象 , 如果把这个字典写入到文件当中 , 它是不会生成 plist 文件的.
 
  • SQLite3 :  特点: 存储一些大批量的数据, 排序, 统计等操作
 
  • Core Data :  特点: 对SQLite3的一层面向对象的包装, 本质还是要转换成为对应的SQL语句去执行
 
  • 钥匙串
 

SQLite: SQLite是一款轻型的嵌入式数据库
数据库的存储结构和excel很像,以表(table)为单位
  1. 新建数据库文件
  2. 新建表(table)
  3. 添加多个字段(column,列,属性)
  4. 添加多行记录(row,每行存放多个字段对应的值)
 
图形管理工具:Navicat
1.”属性”:用来表示这一列拿来存放什么
1
2.”记录”:用来存放什么数据
其中牵涉到一个概念就是:主键: (Primary Key,简称PK)用来唯一地标识某一条记录
例如t_student可以增加一个id字段作为主键,相当于人的身份证, 主键可以是一个字段或多个字段, 例如: 行和列
设计原则:
  • 主键应当是对用户没有意义的
  • 永远也不要更新主键
  • 主键不应包含动态变化的数据
  • 主键应当由计算机自动生成
 
对于Navicat我们可以使用SQL语句来进行相应的操作
SQL(structured query language):结构化查询语言, 而使用SQL语言编写出来的句子\代码,就是SQL语句
在程序运行过程中,要想操作(增删改查,CRUD: Create , Retrive, Update, Delete )数据库中的数据,必须使用SQL语句
特点:
  • 不区分大小写(比如数据库认为user和UsEr是一样的)
  • 每条语句都必须以分号 ; 结尾
 
注意点:数据库不可以使用关键字来命名表或者字段的
 

 
常用关键字: select、insert、update、delete、from、create、where、desc、order、by、group、table、alter、view、index等等
 
SQL语句分为
  1. 数据定义语句(DDL:Data Definition Language)
  2. 数据操作语句(DML:Data Manipulation Language)
  3. 数据查询语句(DQL:Data Query Language)
 
下面让我们来看一下如何 使用这三中语句
一、DDL语句增/ 删/ 改
首先,我们先创建并打开一个数据库
2
        // sqlite 数据库文件的后缀名 , 没有明确的要求 , 随便写都行 , abc, 123
        // 规范: sqlite, db, db3
1.创表
3
 
需要注意的是,实际上SQLite是无类型的
    就算声明为integer类型,还是能存储字符串文本(主键除外)
    建表时声明啥类型或者不声明类型都可以,也就意味着创表语句可以这么写:
    create table t_student(name, age);
 
为了保持良好的编程规范、方便程序员之间的交流,编写建表语句的时候最好加上每个字段的具体类型
还有一点是, 参数后面加类型限定输入的类型 ( 数据库的本质是无类型的 )
还有就是,创建表格时, 最好加个表格是否已经存在的判断, 这个防止语句多次执行时发生错误
 
2.删表
4
同样,删除表格时加上 if  exists , 最好加个表格是否已经存在的判断, 这个防止语句多次执行时发生错误
 
 
3.改表
5
注意: sqlite里面只能实现Alter Table的部分功能, 不能删除一列, 修改一个已经存在的列名
修改表名
    ALTER TABLE 旧表名 RENAME TO 新表名 
 
新增属性
    ALTER TABLE 表名 ADD COLUMN 列名 数据类型 限定符
 
 

约束分为简单的约束和主键约束
 
简单约束 :
1.not null 约束: not null :规定字段的值不能为null
 
2. 不能重复: unique :规定字段的值必须唯一
6
3. 默认值: default :指定字段的默认值
 
 
通过DDL 语句加约束
7
create table if not exiete (id …)
 
2.主键约束
为什么要给主键添加约束呢?
如果t_student表中就name和age两个字段,而且有些记录的name和age字段的值都一样时,那么就没法区分这些数据,造成数据库的记录不唯一,这样就不方便管理数据
良好的数据库编程规范应该要保证每条记录的唯一性,为此,增加了主键约束
也就是说,每张表都必须有一个主键,用来标识记录的唯一性
 
在创表的时候用primary key声明一个主键, 主键字段默认就包含了not null 和 unique 两个约束
如果想要让主键自动增长(必须是integer类型),应该增加autoincrement
create table t_student (id integer primary key autoincrement, name text, age integer) ;
 
 

 
二、 DML语句
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1. 插入数据(insert)
    格式
        insert into 表名 (字段1, 字段2, …) values (字段1的值, 字段2的值, …) ;
    示例
        insert into t_student (name, age) values (‘sz’, 10) ;
    注意
        数据库中的字符串内容应该用单引号 ’ 括住
 
2. 更新数据(update)
    格式
        update 表名 set 字段1 = 字段1的值, 字段2 = 字段2的值, … ; 
    示例
        update t_student set name = ‘wex’, age = 20 ; 
    注意
        上面的示例会将t_student表中所有记录的name都改为wex,age都改为20
 
3. 删除数据(delete)
    格式
        delete from 表名 ;
    示例
        delete from t_student ;
    注意
        上面的示例会将t_student表中所有记录都删掉
 

 
 
条件语句; 如果只想更新或者删除某些固定的记录,那就必须在DML语句后加上一些条件
条件语句的常见格式
    where 字段 = 某个值 ;   // 不能用两个 =
    where 字段 is 某个值 ;   // is 相当于 = 
    where 字段 != 某个值 ; 
    where 字段 is not 某个值 ;   // is not 相当于 != 
    where 字段 > 某个值 ; 
    where 字段1 = 某个值 and 字段2 > 某个值 ;  // and相当于C语言中的 &&
    where 字段1 = 某个值 or 字段2 = 某个值 ;  //  or 相当于C语言中的 ||
 
例子:
将t_student表中年龄大于10 并且 姓名不等于wex的记录,年龄都改为 5
update t_student set age = 5 where age > 10 and name != ‘wex’ ;
 
删除t_student表中年龄小于等于10 或者 年龄大于30的记录
delete from t_student where age <= 10 or age > 30 ;
 
 

 
DQL
示例
    select name, age from t_student ;
    select * from t_student ;
    select * from t_student where age > 10 ;  //  条件查询
格式
    select 字段1, 字段2, … from 表名 ;
    select * from 表名;   //  查询所有的字段
 
 

 
统计
    count(X)
        select count(*) from t_student   计算所有记录个数
        select count(age) from t_student  计算age有值的记录个数(NULL不计算在内)
    avg(X)
        计算某个字段的平均值
    sum(X)
        计算某个字段的总和
    max(X)
        计算某个字段的最大值
    min(X)
        计算某个字段的最小值
 
排序
查询出来的结果可以用order by进行排序
    select * from t_student order by age ;
 
默认是按照升序排序(由小到大),也可以变为降序(由大到小)
    select * from t_student order by age desc ;  //降序
    select * from t_student order by age asc ;   // 升序(默认)
 
也可以用多个字段进行排序
    select * from t_student order by age asc, height desc ;
    先按照年龄排序(升序),年龄相等就按照身高排序(降序)
 
 
limit分页: 使用limit可以精确地控制查询结果的数量,比如每次只查询10条数据
    格式
        select * from 表名 limit 数值1, 数值2 ;
    示例
        select * from t_student limit 4, 8 ;
            可以理解为:跳过最前面4条语句,然后取8条记录
    分页
        limit常用来做分页查询,比如每页固定显示5条数据,那么应该这样取数据
            第1页:limit 0, 5
            第2页:limit 5, 5
            第3页:limit 10, 5
            第n页:limit 5*(n-1), 5
 
后面只写一个5,代表把0省略,5条数据
        特殊案例
            select * from t_student limit 7 ;
            相当于select * from t_student limit 0, 7 ;
            表示取最前面的7条记录
 
多表查询:
select 字段1, 字段2, … from 表名1, 表名2 ;
 
起别名:
select 
别名1.字段1 as 字段别名1, 
别名2.字段2 as 字段别名2, 
… 
from 
表名1 as 别名1,  
表名2 as 别名2 ;
 
    可以给表或者字段单独起别名
    as 可以省略
 
表连接查询
    select 字段1, 字段2, … from 表名1, 表名2  where 表名1.id = 表名2.id;
 
外键
    如果表A的主关键字是表B中的字段,则该字段称为表B的外键
    保持数据一致性,完整性,主要目的是控制存储在外键表中的数据。 使两张表形成关联,外键只能引用外表中的列的值或使用空值。
 
 

代码实现DML语句-Insert绑定参数
 
准备语句(prepared statement)对象一个代表一个简单SQL语句对象的实例,这个对象通常被称为“准备语句”或者“编译好的SQL语句”或者就直接称为“语句”。
1. 使用sqlite3_prepare_v2或相关的函数创建这个对象-->如果执行成功,则返回SQLITE_OK,否则返回一个错误码
// 功能作用 : 创建编译一个 sql 字符串 ,-> sql 准备语句
        // 参数 1: 一个已经打开的数据库
        // 参数 2: sql 字符串
        // 参数 3: 代表从 sql 字符串里面取出的长度 -1, 代表自动计算
        // 参数 4: " 准备语句 " 地址 !!!!!!!!!
        // 参数 5: 按照参数 3, 给定的长度 , 到参数 2, 里面取出的字符串 , 剩下的字符串
        let db = SQLiteTool .shareInstance. db
       
var stmt: COpaquePointer = nil
        if sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, nil) != SQLITE_OK {
 
            print ( " 编译失败 " )
           
return
        }
2. 绑定参数
       
            参数的处理方式
                SQLITE_TRANSIENT 会对字符串做一个 copy,SQLite 选择合适的机会释放
                SQLITE_STATIC / nil  把它当做全局静态变量, 不会字符串做任何处理,如果字符串被释放,保存到数据库的内容可能不正确!
                注意: swift中没有宏的概念
// 参数 1: 准备语句
        // 参数 2: 绑定的索引 ( 索引 , 1 开始 )
        // 参数 3: 绑定的值
        // 参数 4: 代表参数三取出多少长度 -1 自动计算
        // 参数 5: 代表 , 参数的处理方式
let SQLITE_TRANSIENT = unsafeBitCast (- 1 , sqlite3_destructor_type . self )
        // 参数 1: 需要转换的额值
        // 参数 2: 代表 , 想要转换成为的类型
  sqlite3_bind_text (stmt, 1 , LJW " , - 1 , SQLITE_TRANSIENT)
   
       
// 绑定年龄
        sqlite3_bind_int (stmt, 2 , 16 )
       
       
// 绑定分数
        sqlite3_bind_double (stmt, 3 , 99 )
 
 
3.  通过调用sqlite3_step() 一次或多次来执行这个sql
    对于DML语句, 如果执行成功, 返回SQLITE_DONE
    对于DQL语句, 通过多次执行获取结果集, 继续执行的条件是返回值 SQLITE_ROW
  if sqlite3_step (stmt) != SQLITE_DONE {
           
print ( " 执行失败 " )
           
return
        }
4.  使用sqlite3_reset()重置这个语句,然后回到第2步,这个过程做0次或多次
// 把绑定的值 , 清空
        sqlite3_reset (stmt)
5. 使用sqlite3_finalize()销毁这个对象, 防止内存泄露
// 5. 销毁
        sqlite3_finalize (stmt)

 
 
DML语句-Insert插入数据优化
 
循环插入10000条数据, 查看耗时
 
结果分析
    sqlite_exec 直接执行 和 未拆解"准备语句" 执行 执行时间平均差不多,  sqlite_exec 函数是对"准备语句"的封装 (预处理语句->绑定参数->执行语句->重置语句->释放语句)
 
    拆解后的"准备语句" 执行, 效率明显高了一些, 主要原因是真正遵循了"准备语句"的操作流程, 虽然按步骤使用"准备语句", 但是执行效率,依然非常低, 达到了5秒左右, 不可原谅
 
原因分析:
            每当SQL调用执行方法执行一个语句时, 都会开启一个叫做"事务"的东西, 执行完毕之后再提交"事务";  也就是说, 如果执行了10000次SQL语句, 就打开和提交了10000次"事务", 所以造成耗时严重
 
大批量数据插入的优化
    // 一层优化 : 使用 " 准备语句 ", 进行插入 ( 创建 准备语句和释放不需要循环,只有绑定参数/执行/重置需要循环 )
    // 二层优化 : 无论是 , sqlite3_exec, 还是 sqlite3_step,, 都会在内容 , 自动 " 开启事务 ", 自动 " 提交事务 ", 一但自动开启 , 自动提交 , 就会非常耗时( 自动开启了 , 一个出去了 , 自动关闭 , 然后第二个又自动开启 ,出去后又自动关闭,… )
    // 解决方案 : 只要我们手动开启事务 , 手动提交事务 , 上面两个函数内部 , 就不会自动开启和提交事务
    // 优化后的结果 : 10000 0.0257260203361511
 
得出结论
    1. 如果插入大量数据, 请务必手动开启/提交事务
    2. 根据不同情况, 选择使用sqlite3_exec 或者  "准备语句"
 
插入少量数据只需要使用 sqlite3_exec 就够了
很多的话就用准备语句
 

DQL语句
方式1: sqlite3_exec
  class func   queryAll() -> () {
        // 1. sql 语句
        let sql = "select * from t_stu"
       
       
// 2. 执行语句
        // 参数 1: 一个已经打开的数据库
        // 参数 2: sql 语句
        // 参数 3: 回调代码 (*) 当查询到结果之后 , 会调用这个代码块 , 把结果返回给我们
            // 参数 1: 参数 4
            // 参数 2: 列的个数
            // 参数 3: 值组成的数组
            // 参数 4: 列名组成的数组
            // 返回值 : 如果返回的是 0 继续查询 , 0 代表停止查询
        // 参数 4: 参数 3 里面的参数 1
        // 参数 5: 错误信息

       
let db = SQLiteTool .shareInstance. db
       
sqlite3_exec (db, sql, { (firsPara, columnCount, values, columnNames) -> Int32 in
           
           
// 操作的是一行 , 一行记录
            // 包含了很多个列
            // 遍历这些列 ( 列名称 , 列对应的值 )
            let count = Int (columnCount)
           
for i in 0 ..<count {
               
// 代表每一列
                // ( 列名称 , 列对应的值 )
                // UnsafeMutablePointer<Int8>
                let columnName = columnNames[i]
               
let columnNameStr = String (CString: columnName, encoding: NSUTF8StringEncoding )
               
               
               
// UnsafeMutablePointer<Int8>
                let value = values[i]
               
let valueStr = String (CString: value, encoding: NSUTF8StringEncoding )
               
                print(columnNameStr, valueStr)  
            }
            return 2
            }, nil, nil)
    }
 
 
方式2.准备语句: 作用: 可以处理不同特定类型, 步骤相对来说复杂
 
方式2: 通过"准备语句"
    作用: 可以处理不同特定类型, 步骤相对来说复杂
    步骤
        1. 预处理函数 获取"准备语句"
 
        2. 不断执行"准备语句", 直到无结果集
 
       3. 获取列的类型
 
       4. 根据每列的类型取出不同的值
 
        5. 释放资源
 
 
 

写在最后:

可能对于新手会感觉不适应,一句一句的C语言确实做起来会比较复杂,如果不熟悉的话

以前用过一段时间的CoreData,但是它也是对SQLite的封装,那就代表着性能方面就略低了

但是,现在基本上很多使用的都是FMDB,FMDB是iOS平台的SQLite数据库框架,

FMDB以OC的方式封装了SQLite的C语言API,

使用起来更加面向对象,省去了很多麻烦、冗余的C语言代码,

提供了多线程安全的数据库操作方法,有效地防止数据混乱.

那么,之后会更新一篇关于FMDB使用

 
 
 
写在最后,因为SQLite是C语言的东西,用起来如果不熟悉的话可能就会觉得有点复杂
以前有段时间是用CoreData的,但是CoreData是对SQLite的包装,加了个OC的壳,相比之下性能也略低.
现在很多都用一个基于SQLite框架的框架,里面也是封装的比较方便,下一篇再介绍吧...
 
 
 
 
 
 
 

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