数据库技术课件Chapter8数据库编程.pptx

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1、数据库原理Principle of Database Systems第八章 数据库编程刘洁2第八章第八章 数据库编程数据库编程8.1 嵌入式SQL8.2 存储过程8.3 ODBC编程38.1 嵌入式嵌入式SQLSQL语言提供了两种不同的使用方式交互式嵌入式为什么要引入嵌入式SQLSQL语言是非过程性语言事务处理应用需要高级语言这两种方式细节上有差别，在程序设计环境下，SQL语句要做某些必要的扩充语法结构基本一致48.1 嵌入式嵌入式SQL8.1.1 嵌入式SQL的处理过程8.1.2 嵌入式SQL语句与主语言之间的通信8.1.3 不使用游标的SQL语句8.1.4 使用游标的SQL语句8.1.5

2、动态SQL8.1.6 小结58.1.1 嵌入式嵌入式SQL的处理过程的处理过程嵌入式SQL是将SQL语句嵌入程序设计语言中，被嵌入的程序设计语言，如C、C+、Java，称为宿主语言，简称主语言处理过程预编译方法6嵌入式SQL的基本处理过程主语言程序含ESQL语句RDBMS的预处理程序ESQL语句转换为函数调用主语言编译程序目标语言程序7为了区分SQL语句与主语言语句，所有SQL语句必须加前缀EXEC SQL，以(;)结束EXEC SQL;88.1.2 嵌入式嵌入式SQL语句与主语言语句与主语言之间的通信之间的通信将SQL嵌入到高级语言中混合编程，程序中会含有两种不同计算模型的语句SQL语句描述

3、性的面向集合的语句负责操纵数据库高级语言语句过程性的面向记录的语句负责控制程序流程它们之间应该如何通信？9数据库工作单元与源程序工作单元数据库工作单元与源程序工作单元之间的通信之间的通信SQL通信区向主语言传递SQL语句的执行状态信息使主语言能够据此控制程序流程主变量主语言向SQL语句提供参数将SQL语句查询数据库的结果交主语言进一步处理游标解决集合操作语言与过程操作语言的不匹配10一、一、SQL通信区通信区SQLCA：SQL Communication AreaSQLCA是一个数据结构SQLCA的用途SQL语句执行后，RDBMS反馈给应用程序信息，描述系统当前工作状态、运行环境这些信息将送到

4、SQL通信区SQLCA中应用程序从SQLCA中取出这些状态信息，据此决定接下来执行的语句11定义SQLCA用EXEC SQL INCLUDE SQLCA定义使用SQLCASQLCA中有一个存放每次执行SQL语句后返回代码的变量SQLCODE如果SQLCODE等于预定义的常量SUCCESS，则表示SQL语句成功，否则表示出错应用程序每执行完一条SQL 语句之后都应测试一下SQLCODE的值，以了解该SQL语句执行情况并做相应处理12二、主变量二、主变量嵌入式SQL语句中可以使用主语言的程序变量来输入或输出数据在SQL语句中使用的主语言程序变量简称为主变量(Host Variable)13主变量的

5、类型l输入主变量l输出主变量l一个主变量有可能既是输入主变量又是输出主变量14指示变量一个主变量可以附带一个指示变量(Indicator Variable)什么是指示变量?指示变量的用途?15在SQL语句中使用主变量和指示变量的方法(1)说明主变量和指示变量BEGIN DECLARE SECTION.(说明主变量和指示变量).END DECLARE SECTION16(2)使用主变量说明之后的主变量可以在SQL语句中任何一个能够使用表达式的地方出现为了与数据库对象名（表名、视图名、列名等）区别，SQL语句中的主变量名前要加冒号（:）作为标志在SQL语句中使用主变量和指示变量的方法17(3)使用

6、指示变量指示变量前也必须加冒号标志必须紧跟在所指主变量之后在SQL语句中使用主变量和指示变量的方法18在SQL语句之外(主语言语句中)使用主变量和指示变量的方法可以直接引用，不必加冒号19三、为什么使用游标三、为什么使用游标(cursor)SQL语言与主语言具有不同数据处理方式SQL语言是面向集合的，一条SQL语句原则上可以产生或处理多条记录主语言是面向记录的，一组主变量一次只能存放一条记录仅使用主变量并不能完全满足SQL语句向应用程序输出数据的要求嵌入式SQL引入了游标的概念，用来协调这两种不同的处理方式20游标游标游标是系统为用户开设的一个数据缓冲区，存放SQL语句的执行结果每个游标区都有

7、一个名字用户可以用SQL语句逐一从游标中获取记录，并赋给主变量，交由主语言进一步处理21四、建立和关闭数据库连接四、建立和关闭数据库连接建立数据库连接EXEC SQL CONNECT TO target AS connection-name USER user-name;target是要连接的数据库服务器常见的服务器标识串，如:包含服务器标识的SQL串常量DEFAULTconnection-name是可选的连接名，连接必须是一个有效的标识符在整个程序内只有一个连接时可以不指定连接名22关闭数据库连接EXEC SQL DISCONNECT connection;程序运行过程中可以修改当前连接EX

8、EC SQL SET CONNECTION connection-name|DEFAULT;238.1.3 不用游标的不用游标的SQL语句语句说明性语句数据定义语句数据控制语句查询结果为单记录的SELECT语句非CURRENT形式的增删改语句24一、查询结果为单记录的一、查询结果为单记录的SELECT语句语句这类语句不需要使用游标，只需要用INTO子句指定存放查询结果的主变量25例2.根据学生号码查询学生信息。假设已经把要查询的学生的学号赋给了主变量givensnoEXEC SQL SELECT Sno，Sname，Ssex，Sage，SdeptINTO:Hsno，:Hname，:Hsex，:

9、Hage，:HdeptFROM StudentWHERE Sno=:givensno；26查询结果为单记录的查询结果为单记录的SELECT语句语句INTO子句、WHERE子句和HAVING短语的条件表达式中均可以使用主变量查询返回的记录中，可能某些列为空值NULL如果查询结果实际上并不是单条记录，而是多条记录，则程序出错，RDBMS会在SQLCA中返回错误信息27例3.查询某个学生选修某门课程的成绩。假设已经把将要查询的学生的学号赋给了主变量givensno，将课程号赋给了主变量givencnoEXEC SQL SELECT Sno，Cno，Grade INTO:Hsno，:Hcno，:Hgr

10、ade:Gradeid /*指示变量Gradeid*/FROM SCWHERE Sno=:givensno AND Cno=:givencno；如果Gradeid 0，不论Hgrade为何值，均认为该学生成绩为空值28二、非二、非CURRENT形式的增删改语句形式的增删改语句在UPDATE的SET子句和WHERE子句中可以使用主变量，SET子句还可以使用指示变量例4.修改某个学生选修1号课程的成绩EXEC SQL UPDATE SCSET Grade=:newgrade/*修改的成绩已赋给主变量*/WHERE Sno=:givensno；/*学号赋给主变量givensno*/29例5.将计算机

11、系全体学生年龄置NULLSageid=-1；EXEC SQL UPDATE StudentSET Sage=:Raise:SageidWHERE Sdept=CS；将指示变量Sageid赋一个负值后，无论主变量Raise为何值，RDBMS都会将CS系所有学生的年龄置空值。等价于：EXEC SQL UPDATE StudentSET Sage=NULLWHERE Sdept=CS；30例6.某个学生退学了，现要将有关他的所有选课记录删除掉。假设该学生的姓名已赋给主变量stdnameEXEC SQL DELETE FROM SCWHERE Sno=(SELECT SnoFROM StudentWH

12、ERE Sname=:stdname)；31例7.某个学生新选修了某门课程，将有关记录插入SC表中。假设插入的学号已赋给主变量stdno，课程号已赋给主变量counogradeid=-1；/*用作指示变量，赋为负值*/EXEC SQLINSERT INTO SC(Sno，Cno，Grade)VALUES(:stdno，:couno，:gr:gradeid)；由于该学生刚选修课程，成绩应为空，所以要把指示变量赋为负值328.1.4 使用游标的使用游标的SQL语句语句查询结果为多条记录的SELECT语句CURRENT形式的UPDATE语句CURRENT形式的DELETE语句33一、查询结果为多条记

13、录的一、查询结果为多条记录的SELECT语句语句使用游标的步骤说明游标打开游标推进游标指针并取当前记录关闭游标341.说明游标说明游标使用DECLARE语句语句格式EXEC SQL DECLARE CURSOR FOR;功能是一条说明性语句，这时DBMS并不执行SELECT指定的查询操作352.打开游标打开游标使用OPEN语句语句格式EXEC SQL OPEN;功能打开游标实际上是执行相应的SELECT语句，把所有满足查询条件的记录从指定表取到缓冲区中这时游标处于活动状态，指针指向查询结果集中第一条记录363.推进游标指针并取当前记录推进游标指针并取当前记录使用FETCH语句语句格式EXEC

14、SQL FETCH NEXT|PRIOR|FIRST|LAST FROM INTO,.;37推进游标指针并取当前记录推进游标指针并取当前记录功能指定方向推动游标指针，然后将缓冲区中的当前记录取出来送至主变量供主语言进一步处理NEXT|PRIOR|FIRST|LAST：指定推动游标指针的方式 NEXT：向前推进一条记录 PRIOR：回退一条记录 FIRST：推向第一条记录 LAST：推向最后一条记录 缺省值为NEXT384.关闭游标关闭游标使用CLOSE语句语句格式EXEC SQL CLOSE;功能关闭游标，释放结果集占用的缓冲区及其他资源说明游标被关闭后，就不再和原来的查询结果集相联系被关闭的

15、游标可以再次被打开，与新的查询结果相联系39二、二、CURRENT形式的形式的UPDATE语句和语句和DELETE语句语句面向集合的操作一次修改或删除所有满足条件的记录40如果只想修改或删除其中某个记录用带游标的SELECT语句查出所有满足条件的记录从中进一步找出要修改或删除的记录用CURRENT形式的UPDATE语句和DELETE语句修改或删除UPDATE语句和DELETE语句中的子句：WHERE CURRENT OF 表示修改或删除的是最近一次取出的记录，即游标指针指向的记录41不能使用CURRENT形式的UPDATE语句和DELETE语句当游标定义中的SELECT语句带有UNION或OR

16、DER BY子句该SELECT语句相当于定义了一个不可更新的视图428.1.5 动态动态SQL静态嵌入式SQL静态嵌入式SQL语句能够满足一般要求无法满足要到执行时才能够确定要提交的SQL语句动态嵌入式SQL允许程序运行过程中临时“组装”SQL语句支持动态组装SQL语句和动态参数两种形式43一、使用一、使用SQL语句主变量语句主变量程序主变量包含的内容是SQL语句的内容，而不是原来保存数据的输入或输出变量SQL语句主变量在程序执行期间可以设定不同的SQL语句，然后立即执行44使用使用SQL语句主变量语句主变量例9.创建基本表TESTEXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;

17、const char*stmt=CREATE TABLE test(a int);/*SQL语句主变量*/EXEC SQL END DECLARE SECTION;.EXEC SQL EXECUTE IMMEDIATE:stmt;/*执行语句*/45二、动态参数二、动态参数SQL语句中的可变元素使用参数符号(?)表示该位置的数据在运行时设定动态参数和主变量的区别动态参数的输入不是编译时完成绑定而是通过(prepare)语句准备主变量和执行(execute)时绑定数据或主变量来完成46使用动态参数的步骤声明SQL语句主变量准备SQL语句(PREPARE)EXEC SQL PREPARE FROM

18、;执行准备好的语句(EXECUTE)EXEC SQL EXECUTE INTO USING;47例10.向TEST中插入元组EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;const char*stmt=INSERT INTO test VALUES(?);/*声明SQL主变量*/EXEC SQL END DECLARE SECTION;.EXEC SQL PREPARE mystmt FROM:stmt;/*准备语句*/.EXEC SQL EXECUTE mystmt USING 100;/*执行语句*/EXEC SQL EXECUTE mystmt USING 200;/*执

19、行语句*/488.1.6 小结小结在嵌入式SQL中，SQL语句与主语言语句分工非常明确SQL语句直接与数据库打交道，取出数据库中的数据主语言语句控制程序流程对取出的数据做进一步加工处理49SQL语言是面向集合的，一条SQL语句原则上可以产生或处理多条记录主语言是面向记录的，一组主变量一次只能存放一条记录仅使用主变量并不能完全满足SQL语句向应用程序输出数据的要求嵌入式SQL引入了游标的概念，用来协调这两种不同的处理方式508.2 存储过程存储过程SQL-invoked routines(SQL99 标准)存储过程(SQL-invoked procedure)函数(SQL-invoked fun

20、ction)518.2 存储过程存储过程8.2.1 PL/SQL的块结构8.2.2 变量常量的定义8.2.3 控制结构8.2.4 存储过程8.2.5 小结528.2.1 PL/SQL的块结构的块结构SQL的扩展增加了过程化语句功能基本结构是块块之间可以互相嵌套每个块完成一个逻辑操作53PL/SQL的块结构的块结构1.定义部分DECLARE-变量、常量、游标、异常等定义的变量、常量等只能在该基本块中使用当基本块执行结束时，定义就不再存在54PL/SQL的块结构的块结构2.执行部分BEGIN-SQL语句、PL/SQL的流程控制语句EXCEPTION-异常处理部分END；558.2.2 PL/SQL

21、变量常量的定义变量常量的定义变量名数据类型NOT NULL:=初值表达式或 变量名数据类型NOT NULL初值表达式常量的定义类似于变量的定义常量名数据类型CONSTANT:=常量表达式常量必须要给一个值，并且该值在存在期间或常量的作用域内不能改变。如果试图修改它，PL/SQL将返回一个异常赋值语句(变量名称:=表达式)568.2.3 控制结构控制结构一、条件控制语句二、循环控制语句三、错误处理57一、条件控制语句一、条件控制语句IF-THENIF-THEN-ELSE嵌套的IF语句58二、循环控制语句二、循环控制语句LOOP，WHILE-LOOP和FOR-LOOP1.最简单的循环语句LOOPL

22、OOPSequence_of_statements;END LOOP;多数数据库服务器的PL/SQL都提供EXIT、BREAK或LEAVE等循环结束语句，保证LOOP语句块能够结束。59二、循环控制语句二、循环控制语句2.WHILE-LOOPWHILE condition LOOPSequence_of_statements;END LOOP;每次执行循环体语句之前，首先对条件进行求值如果条件为真，则执行循环体内语句序列如果条件为假，则跳过循环并把控制传递给下一个语句603.FOR-LOOPFOR count IN REVERSEbound1 bound2 LOOPSequence_of_st

23、atements;END LOOP;61三、错误处理三、错误处理如果PL/SQL在执行时出现异常，则应该让程序在产生异常的语句处停下，根据异常的类型去执行异常处理语句SQL标准对数据库服务器提供什么样的异常处理做出了建议，要求PL/SQL管理器提供完善的异常处理机制628.2.4 存储过程存储过程PL/SQL块类型命名块：编译后保存在数据库中，可以被反复调用，运行速度较快。存储过程和函数是命名块匿名块：每次执行时都要进行编译，它不能被存储到数据库中，也不能在其他的PL/SQL块中调用63存储过程存储过程由PL/SQL语句书写的过程，经编译和优化后存储在数据库服务器中，使用时只要调用即可。64一

24、、存储过程的优点一、存储过程的优点运行效率高降低了客户机和服务器之间的通信量方便实施企业规则65二、存储过程的用户接口二、存储过程的用户接口1.创建存储过程2.执行存储过程3.删除存储过程661.创建存储过程创建存储过程CREATE Procedure 过程名（参数1，参数2，.）AS；过程名：数据库服务器合法的对象标识参数列表：用名字来标识调用时给出的参数值，必须指定值的数据类型。参数也可以定义输入参数、输出参数或输入/输出参数。默认为输入参数。过程体：是一个。包括声明部分和可执行语句部分67重命名存储过程ALTER Procedure 过程名1 RENAME TO 过程名2;682.执行存

25、储过程执行存储过程CALL/PERFORM Procedure 过程名(参数1，参数2，.)；使用CALL或者PERFORM等方式激活存储过程的执行在PL/SQL中，数据库服务器支持在过程体中调用其他存储过程693.删除存储过程DROP PROCEDURE 过程名（）；70三、游标三、游标在PL/SQL中，如果SELECT语句只返回一条记录，可以将该结果存放到变量中当查询返回多条记录时，就要使用游标对结果集进行处理一个游标与一个SQL语句相关联PL/SQL中的游标由PL/SQL引擎管理718.2.5 小结小结存储过程的优点经编译和优化后存储在数据库服务器中，运行效率高降低客户机和服务器之间的通

26、信量有利于集中控制，方便维护728.3 ODBC(Open Database Connectivity)编程ODBC 优点移植性好能同时访问不同的数据库共享多个数据资源738.3 ODBC编程编程8.3.1 数据库互连概述8.3.2 ODBC工作原理概述8.3.3 ODBC API 基础8.3.4 ODBC的工作流程8.3.5 小结748.3.1 数据库互连概述数据库互连概述ODBC产生的原因由于不同的数据库管理系统的存在，在某个RDBMS下编写的应用程序就不能在另一个RDBMS下运行许多应用程序需要共享多个部门的数据资源，访问不同的RDBMS75ODBC微软公司开放服务体系(Windows

27、Open Services Architecture)中有关数据库的一个组成部分提供了一组访问数据库的标准API76ODBC约束力规范应用开发规范RDBMS应用接口778.3.2 ODBC工作原理概述工作原理概述ODBC应用系统的体系结构一、用户应用程序二、驱动程序管理器三、数据库驱动程序四、ODBC数据源管理78ODBC应用系统的体系结构用户应用程序ODBC APIODBC Driver ManagerDriver 1MySQLDriver 2SQL ServerDriver 3Oracle标准接口驱动程序管理器驱动程序网络79一、应用程序一、应用程序请求连接数据库向数据源发送SQL语句为S

28、QL语句执行结果分配存储空间，定义所读取的数据格式获取数据库操作结果，或处理错误进行数据处理并向用户提交处理结果请求事务的提交和回滚操作断开与数据源的连接80二、驱动程序管理器二、驱动程序管理器包含在ODBC32.DLL中管理应用程序和驱动程序之间的通信建立、配置或删除数据源并查看系统当前所安装的数据库ODBC驱动程序主要功能装载ODBC驱动程序选择和连接正确的驱动程序管理数据源检查ODBC调用参数的合法性记录ODBC函数的调用等81三、数据库驱动程序三、数据库驱动程序ODBC通过驱动程序来提供应用系统与数据库平台的独立性ODBC应用程序不能直接存取数据库，各种操作请求由驱动程序管理器提交给某

29、个RDBMS的ODBC驱动程序通过调用驱动程序支持的函数来存取数据库数据库的操作结果也通过驱动程序返回给应用程序如果应用程序要操纵不同的数据库，就要动态地链接到不同的驱动程序上82 ODBC驱动程序类型驱动程序类型单束数据源和应用程序在同一台机器上驱动程序直接完成对数据文件的I/O操作驱动程序相当于数据管理器83多束支持客户机/服务器、客户机/应用服务器/数据库服务器等网络环境下的数据访问由驱动程序完成数据库访问请求的提交和结果集接收应用程序使用驱动程序提供的结果集管理接口操纵执行后的结果数据84四、四、ODBC数据源管理数据源管理数据源：是最终用户需要访问的数据，包含了数据库位置和数据库类型

30、等信息，是一种数据连接的抽象数据源对最终用户是透明的 ODBC给每个被访问的数据源指定唯一的数据源名（Data Source Name，简称DSN）,并映射到所有必要的、用来存取数据的低层软件在连接中，用数据源名来代表用户名、服务器名、所连接的数据库名等最终用户无需知道DBMS或其他数据管理软件、网络以及有关ODBC驱动程序的细节858.3.3 ODBC API 基础基础ODBC 应用程序接口的一致性API一致性核心级、扩展1级、扩展2级语法一致性最低限度SQL语法级、核心SQL语法级、扩展SQL语法级86ODBC API 基础基础一、函数概述二、句柄及其属性三、数据类型87一、函数概述一、函

31、数概述ODBC 3.0 标准提供了76个函数接口：分配和释放环境句柄、连接句柄、语句句柄连接函数与信息相关的函数事务处理函数执行相关函数编目函数，ODBC 3.0提供了11个编目函数如SQLTables、SQLColumn等，应用程序可以通过对编目函数的调用来获取数据字典的信息如权限、表结构等88ODBC 1.0和ODBC 2.x、ODBC 3.x函数使用上有很多差异MFC ODBC对较复杂的ODBC API进行了封装，提供了简化的调用接口89二、句柄及其属性二、句柄及其属性句柄是32位整数值，代表一个指针ODBC 3.0中句柄分类：环境句柄连接句柄语句句柄描述符句柄90应用程序句柄之间的关系

32、91句柄及其属性句柄及其属性每个ODBC应用程序需要建立一个ODBC环境，分配一个环境句柄，存取数据的全局性背景如环境状态、当前环境状态诊断、当前在环境上分配的连接句柄等一个环境句柄可以建立多个连接句柄，每一个连接句柄实现与一个数据源之间的连接92在一个连接中可以建立多个语句句柄，它不只是一个SQL语句，还包括SQL语句产生的结果集以及相关的信息等在ODBC 3.0中又提出了描述符句柄的概念，它是描述SQL语句的参数、结果集列的元数据集合93三、数据类型三、数据类型SQL数据类型：用于数据源C数据类型：用于应用程序的C代码应用程序可以通过SQLGetTypeInfo来获取不同的驱动程序对于数据

33、类型的支持情况SQL数据类型和C数据类型之间的转换规则(Page 253)94配置数据源动态配置数据源初始化环境建立连接分配语句句柄执行SQL语句有无结果集结果集处理中止无有ODBC的工作流程95一、配置数据源一、配置数据源配置数据源两种方法运行数据源管理工具来进行配置使用Driver Manager 提供的ConfigDsn函数来增加、修改或删除数据源96二、初始化环境二、初始化环境没有和具体的驱动程序相关联，由Driver Manager来进行控制，并配置环境属性应用程序通过调用连接函数和某个数据源进行连接后，Driver Manager才调用所连的驱动程序中的SQLAllocHandle

34、，来真正分配环境句柄的数据结构97三、建立连接三、建立连接应用程序调用SQLAllocHandle分配连接句柄，通过SQLConnect、SQLDriverConnect或SQLBrowseConnect与数据源连接SQLConnect连接函数，输入参数为：配置好的数据源名称用户ID口令98四、分配语句句柄四、分配语句句柄处理任何SQL语句之前，应用程序还需要首先分配一个语句句柄语句句柄含有具体的SQL语句以及输出的结果集等信息99五、执行五、执行SQL语句语句应用程序处理SQL语句的两种方式：预处理（SQLPrepare、SQLExecute适用于语句的多次执行）直接执行（SQLExecdi

35、rect）如果SQL语句含有参数，应用程序为每个参数调用SQLBindParameter，并把它们绑定至应用程序变量应用程序可以直接通过改变应用程序缓冲区的内容从而在程序中动态的改变SQL语句的具体执行100应用程序根据语句的类型进行的处理有结果集的语句（select或是编目函数），则进行结果集处理没有结果集的函数，可以直接利用本语句句柄继续执行新的语句或是获取行计数（本次执行所影响的行数）之后继续执行101六、结果集处理六、结果集处理应用程序可以通过SQLNumResultCols来获取结果集中的列数通过SQLDescribeCol或是SQLColAttrbute函数来获取结果集每一列的名称、数据类型、精度和范围1028.3.5 小结小结ODBC目的：为了提高应用系统与数据库平台的独立性，使得应用系统的移植变得容易ODBC优点：使得应用系统的开发与数据库平台的选择、数据库设计等工作并行进行方便移植大大缩短整个系统的开发时间