现代 C++ 实现简单 SQL 数据库

iSTLsql（ i 谐音“爱”，STL 即 C++ 标准模板库）是一个简单的 SQL 数据库，取名为 iSTL 体现了对 C++ 标准库的热爱和高度评价。自主设计，100%原创，目前支持白老师大作业要求的所有功能

Introduction

环境：Ubuntu-22.04，g++ 11.2.0

数据文件暂时存储在 ./testdata.in 中，以 SQL 语句的形式存储，可以作为示例参考，仅支持少量 SQL 语句，语法相较实际 SQL 语句有差异，具体后面 SQL Grammar 和 Example

数据库由四级结构组成：一个数据库整体内有多个数据库，一个数据库有多张表，一张表有多条数据和多个索引，一条数据有很多列。前三者使用双向链表耦合，最后一个使用 std::vector<string> 和 std::vector<int> 表示每一行数据。索引的数据结构一开始计划使用算法竞赛常用平衡树 Splay 来代替 Btree 实现，后来意识到 std::multiset 就能实现所需功能了，不需要用到查询第 k 小等更复杂的平衡树功能，同时考虑到时间成本和更多使用 C++ 特性的作业要求，最后选择使用 std::multiset 作为索引数据结构。使用课上完成的 dlist 双向链表模板作为数据库内的基本数据结构。

完成过程中遇到的问题大多都记录在了 ./踩坑记录.md 内，还未完全解决。learn.cpp 和 test.cpp 是写代码过程尝试使用没用过的新语法留下的学习记录。

Build && Start

make
./main

Used C++ Features

✅ auto 类型推导与函数返回值推导，基于区间的 for，结构化绑定，函数默认参数值

✅ C++ 强类型枚举类 enum class，左值引用，using 定义新类型

✅ std::string, std::unordered_map, std::multiset

✅ std::stringstream, std::vector, std::tuple

✅ lambda 表达式（匿名函数）, std::functional

✅ 类模板 template，回调函数 （callback），重载（operator）二元运算符

✅ 类 class（构造函数，析构函数，虚函数 virtual ）

✅ 自定义异常与异常处理

✅ noexcept, nullptr

Other Featrures

✅ 白老师的双向链表模板 dlist.h

✅ Linux 下终端颜色渲染（借用白老师的代码）

❌ C++ 输入缓冲区清空存在问题

SQL Grammar

相比作业要求目前增加了show语句

1. create database

   功能：创建数据库

   语法：

   create database  <dbname>

   注：尖括号<>标记括起了参数。在使用时，须给出具体的名字。例如： create database person 以下同此。

2. drop database

   功能：删除数据库

   语法：

   drop database <dbname>

3. show databases

   功能：展示当前存在的数据库

   show databases

4. use

   功能：切换数据库

   语法：

   use <dbname>

   注：使用该语句后将切换到对应数据库内操作，不能再使用命令 1-4，如需使用请执行 exit

5. exit

   功能：退出当前数据库（已经 use <dbname> 后）或退出整个数据库

   exit

6. create table

   功能：创建表

   语法：

   create table <table-name> (<column> <type> [primary], …)

   数据类型 <type>仅支持 int 和 string

   如果指定列是 primary（主键），则为表建立索引

   注：<table-name>后必须有空格，( 与 <column> 之间不能有空格，每个 , 后也需要有空格，) 前不能有空格

7. drop table

   功能：删除表

   语法：

   drop table <table-name>

8. show table

   功能：展示当前所在数据库存在的表

   语法：

   show tables

9. select

   功能：根据条件（如果有）查询表，显示查询结果。

   语法：

   select <column> from <table> [ where <cond> ]
   

   • <column> : <column-name> | *
     • 暂时仅支持单列查询，* 表示所有列
   • where 子句：可选。如无，表示无条件查询。
     • <cond> : <column> <op> <const-value>
     • <op> : =, <, > 三者之一

10. insert

    功能：在表中插入数据。

    语法：

    insert <table> values(<const-value>[, <const-value>…])

    注意：values 与 ( 之间不能有空格

Example

create testbase
use testbase                      
select id from employee where id < 70
select id from employee where id = 65
select phone from employee where salary > 8000
select salary from employee
select salary from employee where phone > "18723332333"
select * from employee
select * from employee where salary < 10000
select * from mytable
select * from mytable where comment = "ddw"