内容简介:TrivialDB是一个简单的数据库管理系统,我们实现了大部分常见的SQL语句和类型。同时支持多表连接、复杂表达式运算、多主键约束、外键约束、CHECK约束、UNIQUE和DEFAULT约束、聚集查询、利用B+树索引的查询优化,同时,我们支持任意长度的VARCHAR类型。项目地址是Contents
TrivialDB是一个简单的数据库管理系统,我们实现了大部分常见的 SQL 语句和类型。同时支持多表连接、复杂表达式运算、多主键约束、外键约束、CHECK约束、UNIQUE和DEFAULT约束、聚集查询、利用B+树索引的查询优化,同时,我们支持任意长度的VARCHAR类型。
项目地址是 https://github.com/miskcoo/TrivialDB ,这是这学期一门课程的大作业。
Contents
编译及运行
你需要有支持C++11特性的编译器,以及Bison和Flex两个库。本项目通过CMake来构建,在根目录运行
ccmake .
进行编译选项的设置,之后运行
cmake . make -j8
进行项目的编译,编译后的可执行程序在 build/trivial_db 目录下。
编译后可以选择在 testcase 目录下运行 python3 run_test.py 运行测试程序。
系统功能
数据类型
数据库支持的基本类型有:
- 整型(INT)
- 浮点型(FLOAT)
- 字符串型(VARCHAR)
- 日期型(DATE),日期格式 YYYY-MM-dd
日期类型的字面值和字符串相同,在实现中如果必要可以转换为字符串。
SQL语句
我们支持的SQL语句一共有如下几种
- 插入语句: INSERT INTO ... VALUES ...
- 删除语句: DELETE FROM ... WHERE ...
- 查询语句: SELECT ... FROM ... WHERE ...
- 更新语句: UPDATE ... SET ... WHERE ...
- 创建数据库: CREATE DATABASE ...
- 删除数据库: DROP DATABASE ...
- 切换数据库: USE ...
- 显示数据库信息: SHOW DATABASE ...
- 创建表: CREATE TABLE ...
- 删除表: DROP TABLE ...
- 显示表信息: SHOW TABLE ...
- 创建索引: CREATE INDEX ...
- 删除索引: DROP INDEX ...
复杂表达式处理
表达式大致可以分为两种:算术表达式和条件表达式。由于采用Bison进行解析,可以支持任意深度嵌套的复杂表达式。我们所支持的基本运算主要如下
- 四则运算,针对整数和浮点数进行。
- 比较运算符,即<=, <, =, >, >=, <>。
- 模糊匹配运算符,即LIKE,其实现采用C++11的正则表达式库。
- 范围匹配运算符,即IN,可以在表的CHECK约束中以及WHERE子句中使用。
- 空值判定运算符,即IS NULL和IS NOT NULL两种。
- 逻辑运算,包含NOT、AND和OR三种。
以下是一些复杂表达式运算的例子
UPDATE customer SET age = age + 1 WHERE age < 18 AND gender = 'F'; SELECT * FROM customer WHERE name LIKE 'John %son'; SELECT * FROM students WHERE grades IN ('A', 'B', 'C'); SELECT * FROM students WHERE name IS NOT NULL;
聚集查询
我们实现了五种聚集查询函数COUNT、SUM、AVG、MIN和MAX。其中COUNT不支持DISTINCT关键字。例如
SELECT COUNT(*) FROM customer WHERE age > 18; SELECT AVG(age) FROM customer WHERE age <= 18;
属性完整性约束
我们支持多种属性完整性约束,分别是
- 主键约束。一个表可以有多个列联合起来作为主键,只有在所有主键都相同时才认为两条记录有冲突,即这种情况下主键是一个元组。
- 外键约束,每个域都可以有外键约束,引用另外一个表的主键。
- UNIQUE约束,该约束限制某一列的值不能重复。
- NOT NULL约束,该约束限制某一列不能有空值。
- DEFAULT约束,该约束可以在INSERT语句不指定值是给某列赋予一个默认值。
- CHECK约束,该约束可以对表中元素的值添加条件表达式的检查。
下面是一个简单的例子,注意如果在多个列都指定了PRIMARY KEY,那么就认为主键是一个元组,而不是有多个主键。例如Infos表的主键为(PersonID, InfoID)。
CREATE TABLE Persons ( PersonID int PRIMARY KEY NOT NULL, Name varchar(20), Age int DEFAULT 1, Gender varchar(1), CHECK (Age >= 1 AND Age <= 100), CHECK (Gender IN ('F', 'M')) ); CREATE TABLE Infos ( PersonID int PRIMARY KEY, InfoID int PRIMARY KEY, FOREIGN KEY (PersonID) REFERENCES Persons(PersonID) );
多表连接查询
在SELECT语句中,我们支持任意多表的连接操作,例如
SELECT * FROM A, B, C WHERE A.ID = B.ID AND C.Name = A.Name
并且,对于多个表的连接中形如A.Col1 = B.Col2的条件,那么如果这两个列的某一个拥有索引,会利用索引进行查询优化。例如如下查询就可以优化
SELECT * FROM Persons, Infos WHERE Persons.PersonID = Infos.PersonID; SELECT * FROM Persons, Infos, Datas WHERE Persons.PersonID = Infos.PersonID AND Datas.N IS NOT NULL; SELECT * FROM Persons, Infos, Datas WHERE Persons.PersonID = Infos.PersonID AND Datas.ID = Infos.PersonID;
具体的优化方法以及何种查询可以优化见文档中"查询优化"部分。
表别名
我们在多表连接查询时支持通过别名(alias)的方式对一个表进行连接,例如
SELECT * FROM Persons AS P1, Persons AS P2 WHERE P1.PersonID = P2.PersonID;
以上所述就是小编给大家介绍的《TrivialDB - 一个简单的SQL引擎》,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持!
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