實現一個簡單的Database2(譯文）

来源:https://www.cnblogs.com/greatsql/archive/2022/09/24/16725217.html
-Advertisement-
Play Games

前文回顧：實現一個簡單的Database1(譯文） 譯註：cstsck在github維護了一個簡單的、類似sqlite的資料庫實現，通過這個簡單的項目，可以很好的理解資料庫是如何運行的。本文是第二篇，主要是實現資料庫的前端組件，編譯器與虛擬機部分功能 Part 2 世界上最簡單的SQL編譯器與虛擬機 ...


前文回顧：實現一個簡單的Database1(譯文）

譯註：cstsck在github維護了一個簡單的、類似sqlite的資料庫實現，通過這個簡單的項目，可以很好的理解資料庫是如何運行的。本文是第二篇，主要是實現資料庫的前端組件，編譯器與虛擬機部分功能

Part 2 世界上最簡單的SQL編譯器與虛擬機

我們正在實現一個sqlite的克隆版本。sqlite的前端是SQL編譯器，編譯器用來解析字元串並輸出一個內部的表示，叫做位元組碼。

這些位元組碼被傳到虛擬機（virtual machine），在虛擬機中，位元組碼將被執行。

1654132

SQLite Architecture (https://www.sqlite.org/arch.html)

像這樣把事情分成兩個步驟（SQL編譯和虛擬機）有以下兩個優點：

  • 減少各個部分的複雜性（例如：虛擬機不用關心輸入語句語法錯誤）
  • 允許只編譯通用查詢一次，然後對生成的位元組碼進行緩存，以此來提升性能

有了這些想法，讓我們來重構主函數，在程式中支持了兩個新的關鍵字：

譯註：下麵代碼中行開頭加減號是相對與第一部分（part 1）的實現，增加或者刪除的代碼。代碼對main()重構以適合識別新關鍵字，在第一部分中，main()函數只能識別“.exit”關鍵字，也就是程式退出命令。

int main(int argc, char* argv[]) {
  InputBuffer* input_buffer = new_input_buffer();
  while (true) {
    print_prompt();
    read_input(input_buffer);

-   if (strcmp(input_buffer->buffer, ".exit") == 0) {
-     exit(EXIT_SUCCESS);
-   } else {
-     printf("Unrecognized command '%s'.\n", input_buffer->buffer);
+     if (input_buffer->buffer[0] == '.') {
+       switch (do_meta_command(input_buffer)) {
+         case (META_COMMAND_SUCCESS):
+           continue;
+         case (META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND):
+           printf("Unrecognized command '%s'\n", input_buffer->buffer);
+           continue;
+       }
      }
+
+     Statement statement;
+     switch (prepare_statement(input_buffer, &statement)) {
+       case (PREPARE_SUCCESS):
+         break;
+       case (PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT):
+         printf("Unrecognized keyword at start of '%s'.\n",
+               input_buffer->buffer);
+         continue;
+     }
+
+     execute_statement(&statement);
+     printf("Executed.\n");
   }
 }

非SQL語句，像“.exit”這樣的命令被稱為“meta-commands”。它們都是以“.”開頭，所以我們在一個獨立的函數中檢查並且處理它們。

譯註：在上邊代碼中使用了單獨的if+switch來處理了以“.”開頭的“meta-commands”。

接下來，增加一個步驟，將輸入行命令轉換成內部表示的語句。這是sqlite前端的一個破解版本。

最後，我門將預編譯語句傳遞到execute_statement()函數，這個函數將最終變成我們的虛擬機。

註意我們的兩個新函數返回enum（枚舉）類型的來表示成功或者失敗：

typedef enum {
  META_COMMAND_SUCCESS,
  META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND
} MetaCommandResult;

typedef enum { PREPARE_SUCCESS, PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT } PrepareResult;

在輸入命令行語句無法識別時，列印“Unrecognized statement”輸出？這個看起來像是異常（exception）。我不喜歡使用exception（並且C語言甚至不支持exception），所以我在任何可行的地方都是用enum結果碼做返回。如果我的switch語句沒有處理enum成員，C編譯器會報錯，所以我們能感到小有信心，我們能處理所有函數結果。預計將來會有更多的結果代碼被加入。

do_meta_command()函數只是對已有的功能的一個封裝，為更多的命令留出空間：

MetaCommandResult do_meta_command(InputBuffer* input_buffer) {
  if (strcmp(input_buffer->buffer, ".exit") == 0) {
    exit(EXIT_SUCCESS);
  } else {
    return META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND;
  }
}

我們的“prepared statement”現在只包含一個enum（有兩個可能值）。在語句中將會包含更多的我們允許的參數數據：

typedef enum { STATEMENT_INSERT, STATEMENT_SELECT } StatementType;

typedef struct {
  StatementType type;
} Statement;

prepare_statement()函數（我們的SQL編譯器）現在還不能理解SQL。事實上，它現在只能理解兩個單詞：

譯註：下麵的代碼實現了對insert和select關鍵的解析。

PrepareResult prepare_statement(InputBuffer* input_buffer,
                                Statement* statement) {
  if (strncmp(input_buffer->buffer, "insert", 6) == 0) {
    statement->type = STATEMENT_INSERT;
    return PREPARE_SUCCESS;
  }
  if (strcmp(input_buffer->buffer, "select") == 0) {
    statement->type = STATEMENT_SELECT;
    return PREPARE_SUCCESS;
  }

  return PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT;
}

註意，因為“insert”關鍵字後面有跟隨數據，所以為“insert”使用了strncmp()庫函數來比對輸入值。(例如輸入語句為：insert 1 cstack [email protected])

譯註：C 庫函數 int strncmp(const char *str1, const char *str2, size_t n) 是把輸入參數 str1 和 str2 進行比較，最多比較入參的前 n 個位元組。

最後，execute_statement()函數中包含了一些樁（stubs）：

譯註：stubs(一小塊代碼)，是為了實現測試代碼進行，會硬編碼一些輸入和輸出，即在execute_statement()函數中對prepare_statement()函數處理結果進行了引用並處理。

void execute_statement(Statement* statement) {
  switch (statement->type) {
    case (STATEMENT_INSERT):
      printf("This is where we would do an insert.\n");
      break;
    case (STATEMENT_SELECT):
      printf("This is where we would do a select.\n");
      break;
  }
}

註意這裡沒有返回任何錯誤碼，這是因為在這裡還不會有任何報錯發生。

譯註：目前為止，程式可解析“.exit”、“insert xxx”、"select xxx"命令，其餘不會識別，只輸出“Unrecognized command 'xxx'”，所以不會有什麼報錯輸出。參考下麵的演示。

做了這些重構後，我們的程式就能識別兩個新的關鍵字了。

~ ./db
db > insert foo bar
This is where we would do an insert.
Executed.
db > delete foo
Unrecognized keyword at start of 'delete foo'.
db > select
This is where we would do a select.
Executed.
db > .tables
Unrecognized command '.tables'
db > .exit
~

我們的資料庫骨架正在形成...如果它能存儲數據不是很好嗎？在下一部分，我們會實現insert和select，創建世界上最差勁的數據存儲。

同時，下麵是這部分重構的整個代碼不同之處：

@@ -10,6 +10,23 @@ struct InputBuffer_t {
 } InputBuffer;

+typedef enum {
+  META_COMMAND_SUCCESS,
+  META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND
+} MetaCommandResult;
+
+typedef enum { PREPARE_SUCCESS, PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT } PrepareResult;
+
+typedef enum { STATEMENT_INSERT, STATEMENT_SELECT } StatementType;
+
+typedef struct {
+  StatementType type;
+} Statement;
+
 InputBuffer* new_input_buffer() {
   InputBuffer* input_buffer = malloc(sizeof(InputBuffer));
   input_buffer->buffer = NULL;
@@ -40,17 +57,67 @@ void close_input_buffer(InputBuffer* input_buffer) {
     free(input_buffer);
 }

+MetaCommandResult do_meta_command(InputBuffer* input_buffer) {
+  if (strcmp(input_buffer->buffer, ".exit") == 0) {
+    close_input_buffer(input_buffer);
+    exit(EXIT_SUCCESS);
+  } else {
+    return META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND;
+  }
+}
+
+PrepareResult prepare_statement(InputBuffer* input_buffer,
+                                Statement* statement) {
+  if (strncmp(input_buffer->buffer, "insert", 6) == 0) {
+    statement->type = STATEMENT_INSERT;
+    return PREPARE_SUCCESS;
+  }
+  if (strcmp(input_buffer->buffer, "select") == 0) {
+    statement->type = STATEMENT_SELECT;
+    return PREPARE_SUCCESS;
+  }
+
+  return PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT;
+}
+
+void execute_statement(Statement* statement) {
+  switch (statement->type) {
+    case (STATEMENT_INSERT):
+      printf("This is where we would do an insert.\n");
+      break;
+    case (STATEMENT_SELECT):
+      printf("This is where we would do a select.\n");
+      break;
+  }
+}
+
 int main(int argc, char* argv[]) {
   InputBuffer* input_buffer = new_input_buffer();
   while (true) {
     print_prompt();
     read_input(input_buffer);

-    if (strcmp(input_buffer->buffer, ".exit") == 0) {
-      close_input_buffer(input_buffer);
-      exit(EXIT_SUCCESS);
-    } else {
-      printf("Unrecognized command '%s'.\n", input_buffer->buffer);
+    if (input_buffer->buffer[0] == '.') {
+      switch (do_meta_command(input_buffer)) {
+        case (META_COMMAND_SUCCESS):
+          continue;
+        case (META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND):
+          printf("Unrecognized command '%s'\n", input_buffer->buffer);
+          continue;
+      }
     }
+
+    Statement statement;
+    switch (prepare_statement(input_buffer, &statement)) {
+      case (PREPARE_SUCCESS):
+        break;
+      case (PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT):
+        printf("Unrecognized keyword at start of '%s'.\n",
+               input_buffer->buffer);
+        continue;
+    }
+
+    execute_statement(&statement);
+    printf("Executed.\n");
   }
 }

Enjoy GreatSQL

您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • 【BotR】CLR類型系統
    .NET運行時之書（Book of the Runtime，簡稱BotR）是一系列描述.NET運行時的文檔，2007年左右在微軟內部創建，最初目的是為了幫助其新員工快速上手.NET運行時；隨著.NET開源，BotR也被公開了出來，如果想深入理解CLR，這系列文章不可錯過。 BotR系列目錄： [1] ...
  • NetCore Swagger 多版本
    在上一篇文章UWP/WinUI3 Win2d PixelShaderEffect 實現ColorPlacementEffect (顏色替換) 濾鏡。 - 吃飯/睡覺 - 博客園 (cnblogs.com)中實現了 ”顏色替換濾鏡“，那麼本文將製作一個“漸變映射濾鏡”。 效果圖： 一.漸變映射流程 1 ...
  • c# 如何添加圖片水印?
    有時我們需要在圖像上添加水印。例如，在圖像上添加版權或名稱。我們可能還需要在文檔中創建水印。 在這篇博客和代碼示例中，我解釋瞭如何使用 C# 在圖像上編寫文本。此代碼可用於 Windows 或 Web 應用程式。 首先，將需要添加水印的圖片放在程式運行目錄，水印示例圖片具體如下 其次，在項目中添加“ ...
  • C# String和StringBuilder的區別及性能詳解
    String在C#中其實是不可變的，每次操作字元串變數增加或減少時，都會重新分配記憶體。試想一下，如果創建一個迴圈10000次的字元串加減操作，每次迴圈都將一個字元連接到字元串，這樣記憶體中就會有10000個字元串，每個字元串僅僅與前一個字元串相伴只是有一個字元不同，性能影響是很大的。這個時候我們可以使 ...
  • 在Winform開發中，我們使用的幾種下拉列表展示字典數據的方式
    在Winform開發中中，我們為了方便客戶選擇，往往使用系統的字典數據選擇，畢竟選擇總比輸入來的快捷、統一，一般我們都會簡單封裝一下，以便方便對控制項的字典值進行展示處理，本篇隨筆介紹DevExpress控制項的幾種常見的字典綁定展示方式，希望我們在實際WInform項目中使用到。 ...
  • .NET 部署 多功能變數名稱 Https（SSL）通過代碼方式
    在上一個文章中，傳送門，給大家介紹了怎麼在配置文件中使用 Kestrel 部署 Https，正好今天有小伙伴穩問到：可以通過代碼的方式實現 Kestrel 的 Https 的部署嗎？答案是肯定的，我們這次一樣去不是多個功能變數名稱。 在使用代碼實現中，我是主要使用到 ListenOptions.UseHtt ...
  • Navicat 連接伺服器不成功（Access denied for user 'root'@ '*.*.*.*' (using password: YES)）
    出現的原因一般是伺服器的root用戶沒有開啟訪問許可權，一般來說值允許本地的訪問。 解決方法： 一：第一種方法 1、首先打開xshell連接伺服器的終端 2、以root許可權登錄 mysql -u root -p 如果不知道伺服器的root密碼的話就去寶塔面板那裡修改 3、選擇mysql mysql> ...
  • 第一章-緒論
    1.1 資料庫系統概述： 1.1.1資料庫的4個基本概念 資料庫的四個基本概念 - 數據 - 資料庫 - 資料庫管理系統 - 資料庫系統 數據：數據是資料庫中存儲的基本對象 數據是描述事物的一個符號，可以描述數字、圖形、聲音、語言等待，但都要經過數字化後存入計算器 資料庫(簡稱DB)：資料庫是長期存 ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • WPF 已知問題 監聽 WMI 事件導致觸摸失效
    示例項目結構 在 Visual Studio 中創建一個 WinForms 應用程式後，項目結構如下所示： MyWinFormsApp/ │ ├───Properties/ │ └───Settings.settings │ ├───bin/ │ ├───Debug/ │ └───Release/ ...
  • [STAThread]特性
    [STAThread] 特性用於需要與 COM 組件交互的應用程式，尤其是依賴單線程模型（如 Windows Forms 應用程式）的組件。在 STA 模式下，線程擁有自己的消息迴圈，這對於處理用戶界面和某些 COM 組件是必要的。 [STAThread] static void Main(stri ...
  • UWP WinUI3 傳入 AddHandler 的 RoutedEventHandler 類型與事件所需不匹配將拋出參數異常
    在WinForm中使用全局異常捕獲處理 在WinForm應用程式中，全局異常捕獲是確保程式穩定性的關鍵。通過在Program類的Main方法中設置全局異常處理，可以有效地捕獲並處理未預見的異常，從而避免程式崩潰。 註冊全局異常事件 [STAThread] static void Main() { / ...
  • .NET 多版本 WinForm 開源控制項庫 SunnyUI
    前言 給大家推薦一款開源的 Winform 控制項庫，可以幫助我們開發更加美觀、漂亮的 WinForm 界面。 項目介紹 SunnyUI.NET 是一個基於 .NET Framework 4.0+、.NET 6、.NET 7 和 .NET 8 的 WinForm 開源控制項庫，同時也提供了工具類庫、擴展 ...
  • .net core8 使用Swagger（附當前源碼）
    說明 該文章是屬於OverallAuth2.0系列文章，每周更新一篇該系列文章（從0到1完成系統開發）。 該系統文章，我會儘量說的非常詳細，做到不管新手、老手都能看懂。 說明：OverallAuth2.0 是一個簡單、易懂、功能強大的許可權+可視化流程管理系統。 有興趣的朋友，請關註我吧(*^▽^*) ...
  • WPF 什麼時候 VisualTreeHelper.GetDescendantBounds 將返回無窮大
    一、下載安裝 1.下載git 必須先下載並安裝git，再TortoiseGit下載安裝 git安裝參考教程：https://blog.csdn.net/mukes/article/details/115693833 2.TortoiseGit下載與安裝 TortoiseGit，Git客戶端，32/6 ...
  • C# 開源教程帶你輕鬆掌握數據結構與演算法
    前言 在項目開發過程中，理解數據結構和演算法如同掌握蓋房子的秘訣。演算法不僅能幫助我們編寫高效、優質的代碼，還能解決項目中遇到的各種難題。 給大家推薦一個支持C#的開源免費、新手友好的數據結構與演算法入門教程：Hello演算法。 項目介紹 《Hello Algo》是一本開源免費、新手友好的數據結構與演算法入門 ...
  • 第22篇 生成proto文件bat腳本
    1.生成單個Proto.bat內容 @rem Copyright 2016, Google Inc. @rem All rights reserved. @rem @rem Redistribution and use in source and binary forms, with or with ...
  • 記一次 .NET某上位機視覺程式 卡死分析
    一：背景 1. 講故事 前段時間有位朋友找到我，說他的窗體程式在客戶這邊出現了卡死，讓我幫忙看下怎麼回事？dump也生成了，既然有dump了那就上 windbg 分析吧。 二：WinDbg 分析 1. 為什麼會卡死 窗體程式的卡死，入口門檻很低，後續往下分析就不一定了，不管怎麼說先用 !clrsta ...
  • 醫學DICOM文件與PACS系統進行數據傳輸
    前言 人工智慧時代，人臉識別技術已成為安全驗證、身份識別和用戶交互的關鍵工具。 給大家推薦一款.NET 開源提供了強大的人臉識別 API，工具不僅易於集成，還具備高效處理能力。 本文將介紹一款如何利用這些API，為我們的項目添加智能識別的亮點。 項目介紹 GitHub 上擁有 1.2k 星標的 C# ...
所有分類