【基础】SQLite数据库入门：存储与检索数据

# 1. SQLite数据库简介**

SQLite是一款轻量级、嵌入式的关系型数据库管理系统，因其体积小巧、性能优异而备受青睐。它广泛应用于移动设备、嵌入式系统和桌面应用中。SQLite使用单个文件来存储整个数据库，包括表、索引和数据。

# 2. SQLite数据库的存储机制

SQLite数据库的存储机制是其高效性和可靠性的关键。它采用了一种名为“B树”的数据结构来组织和管理数据，这种结构可以有效地处理大量数据并快速检索。

### 2.1 SQLite数据库文件结构

SQLite数据库存储在单个文件中，该文件由以下部分组成：

- **数据库头：**包含数据库的元数据，例如数据库版本、页面大小和事务日志信息。
- **页：**数据库的最小存储单元，大小为4096字节。每个页面都包含一个或多个数据行。
- **B树：**一种平衡树，用于快速查找数据。B树将数据组织成页面，并使用键来标识每个页面中的数据行。
- **事务日志：**记录数据库中所有更改的日志文件。事务日志用于在发生故障时恢复数据库。

### 2.2 表结构和数据类型

SQLite数据库中的表由列组成，每列都有一个名称和一个数据类型。SQLite支持多种数据类型，包括：

- **整型：**整数，可以是正数、负数或零。
- **实数：**浮点数，可以表示小数和科学计数法。
- **文本：**可变长度字符串，可以存储文本和字符数据。
- **二进制：**可变长度二进制数据，可以存储图像、文件和其他非文本数据。
- **日期和时间：**表示日期和时间的特殊数据类型。

### 2.3 索引和查询优化

索引是B树结构，用于快速查找数据。索引将数据行与键关联，并存储在单独的页面中。当查询数据时，SQLite会使用索引来快速找到匹配的数据行，从而提高查询性能。

SQLite还提供了一些查询优化技术，例如：

- **覆盖索引：**将查询所需的所有列都包含在索引中，从而避免从表中检索数据。
- **复合索引：**使用多个列创建索引，从而提高多列查询的性能。
- **虚拟表：**使用SQL语句定义的特殊表，可以优化特定类型的查询。

#### 代码示例

以下代码创建了一个名为“users”的表，其中包含“id”、“name”和“email”列：

CREATE TABLE users (
  id INTEGER PRIMARY KEY,
  name TEXT NOT NULL,
  email TEXT UNIQUE
);

以下代码在“users”表上创建了一个索引，使用“name”列作为键：

CREATE INDEX idx_name ON users (name);

#### 逻辑分析

第一个代码块创建了一个名为“users”的表，其中包含三个列：“id”（主键）、“name”（非空）和“email”（唯一）。

第二个代码块在“users”表上创建了一个索引，名为“idx_name”。索引使用“name”列作为键，这将提高使用“name”列进行查询的性能。

# 3. SQLite数据库的检索操作

### 3.1 基本查询语句

SQLite提供了丰富的查询语句，用于检索数据库中的数据。最基本的查询语句是`SELECT`语句，其语法如下：

SELECT column_name1, column_name2, ...
FROM table_name
WHERE condition;

其中：

* `column_name1`, `column_name2`, ...：要检索的列名。
* `table_name`：要查询的表名。
* `condition`：可选的条件，用于过滤检索出的数据。

例如，以下查询语句检索`student`表中所有学生的姓名和年龄：

SELECT name, age
FROM student;

### 3.2 高级查询技巧

除了基本查询语句外，SQLite还支持高级查询技巧，例如：

* **排序：**使用`ORDER BY`子句对检索出的数据进行排序。例如，以下查询语句按学生姓名对检索出的数据进行升序排序：

SELECT name, age
FROM student
ORDER BY name ASC;

* **分组和聚合：**使用`GROUP BY`和聚合函数（如`COUNT()`, `SUM()`, `AVG()`)对检索出的数据进行分组和聚合。例如，以下查询语句按学生年龄对检索出的数据进行分组，并统计每个年龄段的学生数量：

SELECT age, COUNT(*) AS count
FROM student
GROUP BY age;

* **连接：**使用`JOIN`子句连接多个表中的数据。例如，以下查询语句连接`student`表和`course`表，检索出每个学生的姓名和所选课程：

SELECT s.name, c.course_name
FROM student AS s
JOIN course AS c ON s.student_id = c.student_id;

### 3.3 视图和子查询

**视图**是虚拟表，它基于一个或多个查询定义。视图可以简化复杂的查询，并提供对数据的不同视角。例如，以下查询语句创建一个名为`student_view`的视图，该视图只包含`student`表中年龄大于18岁的学生数据：

CREATE VIEW student_view AS
SELECT *
FROM student
WHERE age > 18;

**子查询**是嵌套在另一个查询中的查询。子查询可以用于过滤数据、提供聚合结果或执行其他复杂操作。例如，以下查询语句使用子查询检索出`student`表中年龄最大学生的姓名：

SELECT name
FROM student
WHERE age = (SELECT MAX(age) FROM student);

# 4. SQLite数据库的更新操作

### 4.1 数据插入、更新和删除

**数据插入**

INSERT INTO table_name (column1, column2, ...) VALUES (value1, value2, ...);

**参数说明：**

* `table_nam