Linux下免费数据库PostgreSQL开发入门

使用C/C++开发PostgreSQL <!-- author info begin-->

左锦([e-mail])
2003年8月

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本文介绍使用 C/C++ 结合数据库自带的 libpq 和 libPq++ 库来开发 Linux 下有名的免费数据库 PostgreSQL，详细描述了怎样使用开发库来操作数据的步骤和流程。

PostgreSQL数据库介绍

1.简介

PostgreSQL是一种运行在Unix和Linux操作系统(在NT平台借助Cygnus也可以运行)平台上的免费的开放源码的关系数据库。最早是由美国加州大学伯克利分校开发的，开始只是作为一个演示系统发表，但是随着时间的推移，逐步分发，得到很多实际的应用，才逐步流行起来。现在版本发展到了7.3.3。

荣誉：

• 1999年获得Linux World杂志的该年度"最佳数据库产品"称号。
• 2000年荣获Linux Journal杂志编辑选择的"最佳数据库"奖。
• 2003年，也就是最近再一次荣获Linux Journal杂志编辑选择的"最佳数据库"奖。

2.主要功能和特性

• 支持SQL。作为关系数据库，它支持SQL89标准也支持部分SQL92大部分功能。
• 有丰富的数据类型。许多数据类型是一些商业数据库都没有提供的。
• 面向对象。它包含了一些面向对象的技术，如继承和类。
• 支持大数据库，它不同于一般的桌面数据库，能够支持几乎不受限制大小的数据库，而且性能稳定。
• 方便集成web，提供一些接口方便 PHP，Perl等语言操作数据库。
• 事务处理。相对一些其他免费数据库如MySQL，他提供了事务处理，可以满足一些商业领域的数据需要。

3.数据类型

PostgreSQL支持丰富的数据类型，许多数据类型在商业数据库中都无法提供。

• 数值类型。包括整数、任意精度、浮点类型和序列类型数值。
• 货币类型。范围-21474836.48 到 +21474836.47。
• 字符类型。分为定长类型，不定长有限制类型和不定长不限制长度类型。
• 二进制字符串。
• 日期和时间类型
• 布尔类型。
• 几何类型。包括点、线、方形、路径、多边形和圆。
• 网络地址类型。
• 位串类型。就是包含1和0的串。
• 对象标识符类型
• 数组类型。

4.数据库极限

参数名称	最大范围
数据库大小	无限制
表大小	16TB(所有系统)
一条记录大小	1.6GB
字段大小	1GB
表记录条数	无限制
表字段数	250-1600(取决于字段的数据类型)
表索引	无限制

事实上不可能存在无限制的情况。支持16TB大小的表不是单一文件保存，而是分为多个文件存储的，所以不受限制于操作系统。

4．下载安装

我们可以到http://www.postgresql.org 网站下载，具体怎么安装我就不赘述，大家可以看文档,也可以看参考中的中文网站的文档。在这里我就说说安装中需要注意的几个问题。

注意

• 不能以root登陆Linux来操作数据库(启动数据库服务除外)，请以root身份建立postgres用户，设置密码后登录。
• 安装完postgreSQL，可能需要初始化数据库，需要以postgres用户登录系统，运行
  initdb -pqlib=/usr/lib/pqsql -pqdata=/var/lib/pqsal
  
  如果你的pqlib目录不同则需要按照你的实际路径修改，pqdata也是这样的。
• 数据库用户与Linux用户是不同的概念，只有数据库用户才能操作数据库，以postgres登录Linux，然后是使用createuser来添加用户，dropuser来删除用户，也可以使用SQL命令CREATE USER来创建。

5．常用命令

PostgreSQL数据库常用操作命令：

Createdb	创建数据库
Createuser	创建数据库用户
Dropdb	删除数据库
Dropuser	删除数据库用户
Psql	交互式PostgreSQL前端工具,可以用它来操作数据库
Initdb	初始化postgreSQL数据库

这里不是介绍怎样使用PostgreSQL数据库，所以对这些命令也不详细解释，可以参见文档说明和帮助。我在这里是假设读者已经安装并初始化好了数据库，并且会使用psql和熟练SQL来交互操作数据。

PostgreSQL 的C/C++接口介绍

PostgreSQL提供很多不同语言的接口，有C、C++、Perl、Tcl等等，这里主要是介绍C/C++怎样连接到数据库，对数据进行添加，查询等操作。

1.C语言接口

• 头文件libqp-fe.h 连接时需要添加连接参数-lpq也就是连接libpq库。
• 建立数据库连接函数

  
  PGconn  *PQconnectdb( const char *conninfo) 
  PGconn *PQsetdbLogin(const char *pghost,
                       		 	   const char *pgport,
                       		       const char *pgoptions,
                       		       const char *pgtty,
                       		       const char *dbName,
                       		       const char *login,
                       		       const char *pwd)
  
  

  建立非阻塞连接函数

  
  PGconn *PQconnectStart(const char *conninfo)
  PostgresPollingStatusType *PQconnectPoll(PQconn *conn)
  
  

• 执行查询函数
  

  
  PGresult *PQexec(PGconn *conn,const char *query) 返回查询的结构集。
  int PQntuples(const Pgresult *res) 返回查询结果里的记录个数。
  int PQnfields(const Pgresult *res) 返回记录中的字段的个数。
  char *PQfname(const Pgresult *res,int field_index)返回结构集中某一字段的名称。
  Oid PQftype(const Pgresult *res, int field_index) 返回结构集中某一字段的数据类型。
  char *PQgetvalue(const Pgresult *res,int tup_num, int field_index)返回结构集中某一条记录中某一个字段的值。
  
  

  这里只列举最常用的一些函数，具体说明可以参见文档。

• 大对象数据操作,主要使用下列函数在SQL语句中操作大对象数据。

  Oid lo_creat(PGconn *conn, int mode)	创建一个新的大对象．mode 是一个位掩码，描述新对象的不同属性
  Oid lo_import(PGconn *conn, const char *filename)	把文件作为大对象导入数据库
  int lo_export(PGconn *conn, Oid lobjId, const char *filename)	大对象导入出数据库，保存为文件
  int lo_open(PGconn *conn, Oid lobjId, int mode)	打开一个现存的大对象
  int lo_write(PGconn *conn, int fd, const char *buf, size_t len)	大对象写入数据
  int lo_read(PGconn *conn, int fd, char *buf, size_t len)	从大对象读取数据
  int lo_lseek(PGconn *conn, int fd, int offset, int whence)	对大对象数据进行查找
  int lo_close(PGconn *conn, int fd)	关闭大对象描述符

  函数在fe-lobj.c文件中定义，具体使用参见Accessing Large Objects from libpq

  上面函数的具体介绍请参见 PostgreSQL v7.0 文档 在这里就不详细介绍了。这里省略列举状态检查函数，参见参考文档。

  使用C语言访问数据库的除了libpq库，还有其他如 libpqeasy，ecpg 等接口。

2.C++语言接口

• 头文件 libpq++.h 连接需要的库位 pq++，连接参数是 -lpq++

• libpq++ 类继承关系图

  

• 类简介
  

  PgConnection成员函数
  PgConnection(const char* conninfo)	参数同下
  Connect(const char* conninfo)	同 PQconnectdb
  Exec(const char* query)	同 PQexec
  ExecCommandOk(const char* query)	运行命令并检查状态是否PGRES_COMMAND_OK
  ExecTuplesOk(const char* query)	运行查询并检查状态是否PGRES_TUPLES_OK
  IntToString(int n)	数字转换为字符串
  ConnectionBad()	连接是否失败
  ErrorMessage()	返回错误信息
  DBName()	同 PQdb

  详细说明参见文档

  PgDatabase 的常用成员函数
  PgDatabase(const char* conninfo)	构造函数连接到数据库，跟 Pqconnectdb参数相同
  Tuples()	同 PQntuples();
  CmdTuples()	同 PQcmdTuples
  Fields()	同 PQnfields
  FieldName(int field_num)	同 PQfname
  FieldNum(const char* field_name)	同 PQfnumber
  FieldType(int ield_num) FieldType(const char* field_name)	同 PQftype
  FieldSize(int field_num) FieldSize(const char* field_name)	同 PQfsize
  GetValue(int tup_num, int field_num) GetValue(int tup_num, const char* field_name)	同 PQgetvalue
  GetIsNull(int tup_num, int field_num) GetIsNull(int tup_num, const char* field_name)	同 PQgetisnull
  GetLength(int tup_num, int field_num) GetLength(int tup_num, const char* field_name)	同 PQgetlength
  GetLine(char* string, int length)	同 PQgetline
  PutLine(const char* string)	同 PQputline
  EndCopy()	同 PQendcopy

• 大对象操作使用 PgLargeObject 类来操作。

例子程序

以 postgres 用户或者具有建立数据库用户权限的用户登录 Linux，先建立数据库。

[zuojin@itpark85 zuojin]$createdb test_db

然后使用 psql 连接到数据库

[zuojin@itpark85 zuojin]$psql test_db

连接到数据库建立表，如下图所示

插入测试用数据，如图：

(注意：psql中输入SQL语句要以"; "结束才执行，帮助命令是"\\?",退出命令是"\\q")。

1)C语言例子

#include <stdio.h>
#include <libpq-fe.h>
 
int main() {
   PGconn *conn;
   PGresult *res;
   char *pghost = NULL;
   char *pgport =NULL;
   char *pgoptions =NULL;
   char *pgtty = NULL;
   char *dbname ="test_db";
   /**数据库名*/ 
   int i = 0,t = 0,s,k;
   conn = PQsetdb(pghost,pgport,pgoptions,pgtty,dbname);
   if (PQstatus(conn) == CONNECTION_BAD) {
       fprintf(stderr,"Connection to database '%s' failed!\\n",dbname);
       PQfinish(conn);
	   eturn 0;
   }
   res = PQexec(conn,"SELECT * FROM test");
   
   /**运行查询命令*/
   if(  PQresultStatus(res)  !=  PGRES_TUPLES_OK) {
       fprintf(stderr,"Exec Query Fauled!\\n");
       PQclear(res);
	   return 0;
   }
     
   i = PQntuples(res);
   /**取得查询的结果的记录的数量*/ 
   t = PQnfields(res);
   /**取得字段数量*/
   for(s=0; s<i;s++) {
       for (k = 0; k<t; k++) {
           printf("%s",PQgetvalue(res,s,k));
           printf("  ");
       }
       printf("\\n");
   }
   PQfinish(conn);
   PQclear(res);
   return 0;
}

运行结果如图所示

2)C++例子

#include <iostream.h>
#include <libpq++.h> 

int  main() {
	char query_string[256]= "SELECT * FROM test;";
	PgDatabase data("dbname = test_db");
	if (data.ConnectionBad()) {
		cout <<"connected failed" << endl;
  		cout <<"Error is "<<data.ErrorMessage() << endl;
        exit(1);
    }
    if (! data.ExecTuplesOk(query_string)) {
		cout<<"Query Failed!" << endl;
		exit(1);
    }
    for(int k=0; k<data.Fields(); k++) /**显示字段名称*/ {
        cout<<data.FieldName(k);
        cout <<"      "     ;
    }
    cout<<endl;
    for (int i = 0; i < data.Tuples(); i++) /**取得查询结果的记录数量*/  {
       	for(int k=0; k<data.Fields(); k++) {
        	cout << data.GetValue(i,k);
        	cout <<" | "     ;
        }
        cout<<endl;
    }
    return 0 ;
}

运行结果如图所示

本文的样例代码：testC.c、testC++.cpp。

参考

1. PostgreSQL网站 和 中文网站
2. PostgreSQL文档
3. Red Hat Database

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关于作者
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左锦，就职南沙资讯科技园，喜爱 Linux，Java 还有蓝天白云青山绿水。您可以通过[e-mail]与他联系。