SQLite 教程

SQLite 是世界上部署量最大的数据库：每台手机、每个浏览器、无数桌面软件和 IoT 设备里都跑着它。它不是客户端-服务器架构，而是嵌入式库——整个数据库就是磁盘上的一个文件，零配置、零运维、无网络端口。对 C/C++ 学习者来说，它还是学习数据库内部实现和给程序加持久化能力的最佳选择。

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一、定位与适用场景

适合 SQLite	不适合 SQLite
移动端 App 本地存储（Android/iOS 内置）	高并发写入的服务端
桌面软件（浏览器历史、聊天记录）	多机通过网络共享访问
IoT 与嵌入式设备	需要精细权限体系的多用户系统
单元测试与原型开发	超大并发 OLTP 业务
小型低流量网站	—

一句话判断：数据只有一个进程访问、或以”文件”形式随程序分发，SQLite 就是首选；多个服务同时读写就上 MySQL/PostgreSQL。

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二、sqlite3 命令行快速上手

sqlite3 test.db          # 打开/创建数据库文件

2.1 常用点命令

点命令是 sqlite3 CLI 特有的元命令，以 . 开头且不加分号：

命令	作用
.tables	列出所有表
.schema 表名	查看建表语句
.headers on	显示列名
.mode column	列对齐显示（还有 csv/json/box 等）
.databases	列出当前连接的数据库文件
.dump	导出全部 SQL 语句到屏幕
.import file.csv t	导入 CSV 到表 t
.read script.sql	执行 SQL 脚本
.quit 或 .exit	退出

一次典型的会话：

.headers on
.mode column
.mode box
 
CREATE TABLE books (
    id    INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    title TEXT NOT NULL,
    price REAL
);
 
INSERT INTO books (title, price) VALUES ('C 程序设计', 59.9), ('算法导论', 128.0);
 
SELECT * FROM books;

2.2 点命令 vs SQL 的区分

类别	特征	示例	结尾分号
点命令	CLI 客户端指令，. 开头	.tables .mode column	不需要
SQL 语句	数据库引擎执行，发给内核解析	SELECT ... FROM ...;	需要

记住：点命令只在 sqlite3 命令行里有意义，写进程序代码的必须是纯 SQL。

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三、类型亲和性规则表

SQLite 的类型系统非常独特：建表时声明的类型只是”建议”，实际存储按**亲和性（Type Affinity）**规则决定。声明列类型时按以下规则映射到五种亲和：

亲和性	触发规则（声明类型包含…）	存储行为
INTEGER	含 “INT”（INT/INTEGER/TINYINT…）	尽量存为整数
TEXT	含 “CHAR”、“CLOB”、“TEXT”	一律转文本存储
BLOB	无匹配任何规则（或声明为 BLOB）	原样二进制存储，不做转换
REAL	含 “REAL”、“FLOA”、“DOUB”	转浮点数存储
NUMERIC	其余情况（DECIMAL/NUMERIC/NUMBER…）	能转数字就转，不能则原样存

实际影响举例：

CREATE TABLE t (a INTEGER, b TEXT, c NUMERIC, d BLOB);
 
INSERT INTO t VALUES ('123', '123', '123', '123');
-- a 列存入整数 123（INTEGER 亲和把文本转成了数字）
-- b 列保持文本 '123'
-- c 列存入整数 123（NUMERIC 亲和优先数字）
-- d 列保持文本 '123'（BLOB 亲和不转换）

这是 SQLite 与其他数据库最大的思维差异：它是动态类型的。MySQL 里往 INT 列塞字符串要么报错要么强转，SQLite 则按亲和性灵活处理。写严谨代码仍应声明正确类型。

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四、与 C/C++ 集成最小示例

SQLite 本身就是一个 C 库，Linux 发行版通常自带开发头文件：

# 安装开发包
sudo apt install libsqlite3-dev        # Ubuntu/Debian
sudo pacman -S sqlite                  # Arch 自带头文件
gcc main.c -lsqlite3 -o app            # 编译时链接 -lsqlite3

完整可编译示例，覆盖核心 API 四步走：open → prepare → step → finalize：

/* sqlite_demo.c — 编译: gcc sqlite_demo.c -lsqlite3 -o sqlite_demo */
#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>
 
static int callback(void *unused, int argc, char **argv, char **colname)
{
    (void)unused;
    for (int i = 0; i < argc; i++)
        printf("%s = %s\n", colname[i], argv[i] ? argv[i] : "NULL");
    printf("----\n");
    return 0;   /* 返回非 0 可中止查询 */
}
 
int main(void)
{
    sqlite3 *db;
    char *err = NULL;
 
    /* 1. 打开数据库（不存在则创建文件） */
    if (sqlite3_open("test.db", &db) != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "open failed: %s\n", sqlite3_errmsg(db));
        return 1;
    }
 
    /* 2. 建表并插入数据 */
    const char *setup_sql =
        "CREATE TABLE IF NOT EXISTS students ("
        "  id   INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,"
        "  name TEXT NOT NULL,"
        "  age  INTEGER);"
        "DELETE FROM students;"
        "INSERT INTO students (name, age) VALUES ('Alice', 18), ('Bob', 19);";
    if (sqlite3_exec(db, setup_sql, NULL, NULL, &err) != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "exec failed: %s\n", err);
        sqlite3_free(err);
        sqlite3_close(db);
        return 1;
    }
 
    /* 3. 参数化查询：prepare -> bind -> step -> finalize */
    sqlite3_stmt *stmt;
    const char *query = "SELECT id, name, age FROM students WHERE age > ?;";
    if (sqlite3_prepare_v2(db, query, -1, &stmt, NULL) != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "prepare failed: %s\n", sqlite3_errmsg(db));
        sqlite3_close(db);
        return 1;
    }
    sqlite3_bind_int(stmt, 1, 17);          /* 第 1 个 ? 绑定为 17 */
 
    while ((sqlite3_step(stmt)) == SQLITE_ROW) {      /* 逐行取结果 */
        int id   = sqlite3_column_int(stmt, 0);
        const unsigned char *name = sqlite3_column_text(stmt, 1);
        int age  = sqlite3_column_int(stmt, 2);
        printf("%d %s %d\n", id, name, age);
    }
    sqlite3_finalize(stmt);                   /* 释放语句对象 */
 
    /* 4. 回调方式执行查询（另一种风格） */
    sqlite3_exec(db, "SELECT * FROM students;", callback, NULL, &err);
 
    sqlite3_close(db);                        /* 关闭连接 */
    return 0;
}

核心 API 速查：

API	职责
sqlite3_open() / sqlite3_close()	打开/关闭数据库连接
sqlite3_exec()	一把梭执行 SQL + 可选回调（适合无结果集语句）
sqlite3_prepare_v2()	把 SQL 编译为语句对象
sqlite3_bind_int/text()	给 ? 占位符绑定参数，防 SQL 注入的正确姿势
sqlite3_step()	推进一行；SQLITE_ROW 表示有数据，SQLITE_DONE 表示结束
sqlite3_column_*()	取当前行某列的值
sqlite3_finalize()	销毁语句对象

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五、Python sqlite3 模块示例

Python 标准库内置 SQLite 支持，无需安装任何东西：

import sqlite3
 
# 连接（文件不存在自动创建；":memory:" 为内存数据库）
conn = sqlite3.connect("test.db")
cur = conn.cursor()
 
cur.execute("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS students (
        id   INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
        name TEXT NOT NULL,
        age  INTEGER
    )
""")
 
# 参数化插入（用 ? 占位符，防注入）
cur.execute("INSERT INTO students (name, age) VALUES (?, ?)", ("Carol", 20))
cur.executemany(
    "INSERT INTO students (name, age) VALUES (?, ?)",
    [("Dave", 18), ("Eve", 19)],
)
conn.commit()                       # 写操作必须 commit
 
# 查询
cur.execute("SELECT id, name, age FROM students WHERE age >= ?", (18,))
for row in cur.fetchall():
    print(row)
 
cur.close()
conn.close()
 
# 更省事的上下文管理器写法
with sqlite3.connect("test.db") as conn:
    for row in conn.execute("SELECT name FROM students"):
        print(row[0])

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六、常见限制

限制	说明
并发写弱	整库同一时刻只支持一个写者（WAL 模式下读可并行），高并发写场景直接淘汰
无网络访问	数据库就是本地文件，跨机器共享需应用层自己解决（强行放 NFS 上会损坏数据）
权限体系缺失	没有用户、角色、GRANT，谁能读到文件谁就有全部权限，靠文件系统权限兜底
单文件体积建议上限	官方支持到 TB 级，但实践中超过几十 GB 后运维工具链就不如服务端数据库顺手
部分 SQL 特性缺失	无存储过程、原生不支持 RIGHT/FULL JOIN（新版已补）、ALTER 能力有限

这些限制不是缺陷而是取舍——省掉的一切换来了零配置和极致轻量（核心几百 KB）。

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七、备份

7.1 .backup 在线备份命令

.backup backup.db       -- 在线安全备份为另一个文件（点命令）

# 命令行等价形式
sqlite3 test.db ".backup /backup/test_backup.db"

7.2 dump 导出 SQL 文本

# 全库导出为 SQL 语句
sqlite3 test.db .dump > backup.sql
 
# 只导出指定表
sqlite3 test.db ".dump students" > students.sql
 
# 恢复（重放 SQL）
sqlite3 newdb.db < backup.sql
 
# 定期备份 cron 示例：每天凌晨拷贝一份带日期的备份
# crontab: 30 3 * * * sqlite3 /app/data/app.db ".backup /backup/app_$(date +\%F).db"

由于数据库就是单个文件，最简单的冷备就是停服后直接 cp——这也是嵌入式方案的运维优势之一。在线热备请一律使用 .backup 而不是直接复制正在被写的文件。

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八、本章小结

主题	要点
定位	嵌入式单文件、零配置，部署量世界第一
场景	移动端/桌面/IoT/测试选它，多进程高并发写避开它
CLI	点命令管客户端（.tables/.mode），SQL 分号结尾管数据
类型	五种亲和性 INTEGER/TEXT/BLOB/REAL/NUMERIC，动态类型系统
C 集成	open → prepare → bind → step → finalize，链接 -lsqlite3
备份	在线用 .backup，冷备直接 cp，恢复重放 dump

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