基于C++实现的迷你数据库.zip

# 基于C++实现的迷你数据库 # 1 引言 ## 1.1 目的 为了深入学习和了解数据库以及小学期课程需要，我们小组决定自己编写一个简单的mini-database。 ## 1.2 背景 1970年，IBM的研究员，有“关系数据库之父”之称的埃德加•弗兰克•科德（Edgar Frank Codd或E. F. Codd）博士在刊物《Communication of the ACM》上发表了题为“A Relational Model of Data for Large Shared Data banks（大型共享数据库的关系模型）”的论文，文中首次提出了数据库的关系模型的概念，奠定了关系模型的理论基础。20世纪70年代末，关系方法的理论研究和软件系统的研制均取得了很大成果，IBM公司的San Jose实验室在IBM370系列机上研制的关系数据库实验系统System R历时6年获得成功。1981年IBM公司又宣布了具有System R全部特征的新的数据库产品SQL/DS问世。由于关系模型简单明了、具有坚实的数学理论基础，所以一经推出就受到了学术界和产业界的高度重视和广泛响应，并很快成为数据库市场的主流。20世纪80年代以来，计算机厂商推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型，数据库领域当前的研究工作大都以关系模型为基础。 本项目的主要命令都参考mysql完成。MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，目前属于 Oracle 旗下产品。MySQL 最流行的关系型数据库管理系统，在 WEB 应用方面MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件之一。MySQL是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的 SQL 语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL 软件采用了双授权政策，它分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择 MySQL 作为网站数据库。 ## 1.3 术语 | 序号 | 术语/缩略语 | 说明 | | ---- | -------------------- | ------------------------ | | 1 | B+tree | B+树 | | 2 | SGA | System Global Area 系统全局区 | | 3 | shared pool | 共享池 | | 4 | data buffer area | 数据缓冲区 | | 5 | redo log buffer | 日志缓冲区 | | 6 | library cache | 库缓存区 | | 7 | data directory cache | 数据字典缓存区 | | 8 | SMON | System Monitor | | 9 | DBWR | Data Base Writer | | 10 | LGWR | Log Writer | | 11 | CKPT | Check point | # 2 软件基本结构 软件由实例和数据库组成： 数据库由数据文件（包含表头文件、纪录文件、索引等数据）、控制文件（包括每个表的操作信息）、日志文件（数据操作sql语句）、参数文件（分配内存区域并定位控制文件的位置）、口令文件、日志归档文件（归档模式下）（服务器崩溃、硬盘损坏情况下，通过日志恢复时用） 实例由内存结构(memory strutct) 和后台进程(background processor)组成。 SGA： System Global Area 系统全局区，主要是给实例使用，包括共享池(shared pool 、数据缓冲区( data buffer area) ,日志缓冲区( redo log buffer)。 ## 2.1 共享池(shared pool) 包括library cache 、data directory cache 组成，其中 library cache 主要保存最近的sql 检查、编译、执行计划， 下次有同样语句过来的时候，可以重用这些，避免重复的检查编译执行计划。 data directory cache 主要保存数据库数据表的字段定义、索引数据等， shared pool 的大小直接影响到数据库的性能。 **data buffer area** : 主要保存用户对数据的修改，查询操作。该内存区域的大小直接影响数据库的性能 **redo log buffer area**： 主要保存最近用户对数据库的操作记录，该大小对数据库性能没有多大影响 - SMON(System Monitor)监控SGA的健康情况，收集SGA碎片内存，监控实例健康情况 - DBWR(Data Base Writer)维护data buffer area 和物理表数据的一致性 - LGWR(Log Writer)维护redo log buffer area 内存数据和日志文件的一致性 - CKPT(Check point)设置检查点，在oracle 实例出现问题的时候，可以恢复到实例失败前的情况  # 3 系统模块划分与设计 ## 3.1 词法分析模块 主要是处理用户的输入，将用户的输入转换成程序可执行的语句。它拟提供以下功能：程序使用简要说明，对用户输入进行词法分析并提取参数及关键字，对于错误输入报错并提示正确的输入格式，将用户输入的信息备份在日志中。 | Analysis() | 从输入流中取出主要命令，调用各命令对参数的分析 | | ---------------- | ------------------------ | | CommandHelp() | 当输入出现错误时对用户提供帮助 | | Use() | 提供USE命令的句法分析 | | Back() | 提供BACK命令的句法分析 | | CreateDataBase() | 提供CREATE DATABASE命令的句法分析 | | CreateTable() | 提供CREATE TABLE命令的句法分析 | | Inster() | 提供INSTER命令的句法分析 | | Update() | 提供UPDATE命令的句法分析 | | Delete() | 提供DELETE命令的句法分析 | | Select() | 提供SELECT命令的句法分析 | | Add() | 提供ADD命令的句法分析 | | Save() | 提供SAVE命令的句法分析 | ## 3.2 核心处理模块： 对已从磁盘加载进内存中的数据进行处理，并利用索引实现增删改查等功能，将结果显示在控制台上。 | CoreProcessing() | 创建日志文件并且写入 | | | ----------------- | -------------- | ----------------- | | Analysis () | 判断命令内容调用相关处理函数 | string& cmd传入命令指针 | | UseDataBase () | 进入文件夹（使用数据库） | string，传入数据库名称 | | CreateDataBase () | 创建数据库（即创建文件夹） | string，传入文件夹名称 | | ReadLog () | 读取日志内容 | string文件夹名称 | ## 3.3 文件处理模块 将内存与磁盘数据同步(日志、表单读取、新建库或表单)。 | ChangePath () | 根据输入参数提取出文件路径 | | | --------------- | ------------- | ------------------- | | CreateFolder () | 创建文件夹（即库） | string传入文件路径 | | DeleteFolde() | 删除文件夹 | string传入文件路径 | | Rename() | 更改名称 | string原名称，string现名称 | | WriteTxt() | 将记录写入txt文件中 | string表名，vector记录内容 | | ReadTxt() | 从txt中读出记录 | string表名，vector记录内容 | ## 3.4 table记录处理相关操作 | Table() | 将记录数和关键词数初始化为0 | | | ------------- | -------------- | -------------------- | | CreateTable() | 创建表单时将表头的内容写入 | vector表头内容 | | Insert() | 将记录写入表单 | vector，传入记录内容 | | Update () | 更新记录内容 | vector，需要更新条目的条件及新内容 | | Delete () | 删除记录内容 | vector,需要删除�