MySQL 数据库编程-C++

news2025/2/11 9:18:53

目录

1 数据库基本知识

1.1 MYSQL常见命令

1.2 SQL注入

1.3 ORM框架

1 数据库基本知识

MySQL 为关系型数据库(Relational Database Management System), 这种所谓的"关系型"可以理解为"表格"的概念, 一个关系型数据库由一个或数个表格组成：

  • 数据库: 数据库是一些关联表的集合。
  • 数据表: 表是数据的矩阵。在一个数据库中的表看起来像一个简单的电子表格。
  • 列: 一列(数据元素) 包含了相同类型的数据, 例如邮政编码的数据。
  • 行：一行（元组，或记录）是一组相关的数据，例如一条用户订阅的数据。
  • 冗余：存储两倍数据，冗余降低了性能，但提高了数据的安全性。
  • 主键：主键是唯一的。一个数据表中只能包含一个主键。你可以使用主键来查询数据。
  • 外键：外键用于关联两个表。
  • 复合键：复合键（组合键）将多个列作为一个索引键，一般用于复合索引。
  • 索引：使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构。类似于书籍的目录。
  • 参照完整性: 参照的完整性要求关系中不允许引用不存在的实体。与实体完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，目的是保证数据的一致性。

1.1 MYSQL常见命令

1.连接mysql：mysql -u root -p*****
2.创建数据库：create DTATBASE myDB
/*
CREATE DATABASE mydatabase               -- 创建名为 "mydatabase" 的数据库
   CHARACTER SET utf8mb4                  -- 设置字符集为 utf8mb4，比utf8高级，支持表情字符
   COLLATE utf8mb4_general_ci;            -- 设置校对规则为 utf8mb4_general_ci，大小写不敏感
*/
/*
如果数据库已经存在，执行 CREATE DATABASE 将导致错误。
为了避免这种情况，你可以在 CREATE DATABASE 语句中添加 IF NOT EXISTS 子句：
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS mydatabase;
*/
3.删除数据库：DROP DATABASE RUNOOB;
4.选择数据库，后续操作只针对这个数据库：USE database_name;/mysql -u your_username -p -D your_database
5.创建数据表：
CREATE TABLE users (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    email VARCHAR(100) NOT NULL,
    birthdate DATE,
    is_active BOOLEAN DEFAULT TRUE
);
/*
id: 用户 id，整数类型，自增长，作为主键。
username: 用户名，变长字符串，不允许为空。
email: 用户邮箱，变长字符串，不允许为空。
birthdate: 用户的生日，日期类型。
is_active: 用户是否已经激活，布尔类型，默认值为 true。
*/
6.删除数据表：DROP TABLE [IF EXISTS] table_name; //外键约束：如果该表与其他表有外键约束，可能需要先删除外键约束，或者确保依赖关系被处理好。
7.插入数据：
INSERT INTO users (username, email, birthdate, is_active)
VALUES
    ('test1', 'test1@runoob.com', '1985-07-10', true),
    ('test2', 'test2@runoob.com', '1988-11-25', false),
    ('test3', 'test3@runoob.com', '1993-05-03', true);
8.查询数据：
SELECT column1, column2, ...
FROM table_name
[WHERE condition]
[ORDER BY column_name [ASC | DESC]]
[LIMIT number];
9.更新数据：
UPDATE table_name
SET column1 = value1, column2 = value2, ...
WHERE condition;
/*
table_name 是你要更新数据的表的名称。
column1, column2, ... 是你要更新的列的名称。
value1, value2, ... 是新的值，用于替换旧的值。
WHERE condition 是一个可选的子句，用于指定更新的行。如果省略 WHERE 子句，将更新表中的所有行。
*/
20.删除数据：
DELETE FROM table_name
WHERE condition;
/*
table_name 是你要删除数据的表的名称。
WHERE condition 是一个可选的子句，用于指定删除的行。如果省略 WHERE 子句，将删除表中的所有行。
*/
21.LIKE子句：用于在 WHERE 子句中进行模糊匹配的关键字。它通常与通配符%一起使用，用于搜索符合某种模式的字符串
SELECT column1, column2, ...
FROM table_name
WHERE column_name LIKE pattern;
22.UNION操作符：用于连接两个以上的 SELECT 语句的结果组合到一个结果集合，并去除重复的行。
SELECT column1, column2, ...
FROM table1
WHERE condition1
UNION
SELECT column1, column2, ...
FROM table2
WHERE condition2
[ORDER BY column1, column2, ...];
23.ORDER BY(排序) 语句：按照一个或多个列的值进行升序（ASC）或降序（DESC）排序。
SELECT column1, column2, ...
FROM table_name
ORDER BY column1 [ASC | DESC], column2 [ASC | DESC], ...;

1.2 SQL注入

所谓 SQL 注入，就是通过把 SQL 命令插入到 Web 表单递交或输入域名或页面请求的查询字符串，最终达到欺骗服务器执行恶意的 SQL 命令。

MySQL 注入是指攻击者通过恶意构造的输入，成功地执行恶意的 SQL 查询，这通常发生在用户输入未经适当验证或转义的情况下，攻击者试图在输入中插入 SQL 代码，以执行意外的查询或破坏数据库。
例如，用户输入：

SELECT * FROM users WHERE username = 'input_username' AND password = 'input_password';
//如果没有正确的输入验证和防范措施，攻击者可以输入类似于以下内容的用户名：
' OR '1'='1'; --
// 在这种情况下，SQL 查询会变成：
SELECT * FROM users WHERE username = '' OR '1'='1'; --' AND password = 'input_password';
//这会使查询返回所有用户，因为 1=1 总是为真，注释符号 -- 用于注释掉原始查询的其余部分，以确保语法正确。

防止SQL注入的方法：

  • 使用参数化查询或预编译语句： 使用参数化查询（Prepared Statements）可以有效防止 SQL 注入，因为它们在执行查询之前将输入数据与查询语句分离。
  • 输入验证和转义： 对用户输入进行适当的验证，并使用合适的转义函数（如mysqli_real_escape_string）来处理输入，以防止恶意注入。
  • 最小权限原则： 给予数据库用户最小的权限，确保它们只能执行必要的操作，以降低潜在的损害。
  • 使用ORM框架： 使用对象关系映射（ORM）框架（如Hibernate、Sequelize）可以帮助抽象 SQL 查询，从而降低 SQL 注入的风险。
  • 禁用错误消息显示： 在生产环境中，禁用显示详细的错误消息，以防止攻击者获取有关数据库结构的敏感信息。

1.3 ORM框架

对象关系映射（Object Relational Mapping，简称ORM）模式是一种为了解决面向对象与关系数据库存在的互不匹配的现象的技术。ORM框架是连接数据库的桥梁，只要提供了持久化类与表的映射关系，ORM框架在运行时就能参照映射文件的信息，把对象持久化到数据库中。

也就是将数据库的一张表映射为一个类，表的字段就是这个类的成员变量。

为什么使用ORM？

其一可以有效防止SQL注入；其二可以实现业务层和数据层的解耦，在实现数据库CRUD操作过程中存在大量重复的SQL语句，调用类对象的方法可以有效减少重复性代码。

优点：

1）提高开发效率，降低开发成本
2）使开发更加对象化
3）可移植
4）可以很方便地引入数据缓存之类的附加功能

缺点：

1）自动化进行关系数据库的映射需要消耗系统性能，一般来说都可以忽略。
2）在处理多表联查、where条件复杂之类的查询时，ORM的语法会变得复杂。

示例：

db.cpp定义数据库连接、更新、查询操作；

user.hpp定义表字段；

usermodel.cpp实现表具体操作。

#include"db.h"
#include<muduo/base/Logging.h>
//数据库配置信息
static string server = "127.0.0.1";
static string user = "root";
static string password = "123456";
static string dbname = "chat";

//初始化数据库连接，为连接开辟资源
MySQL::MySQL()
{
    _conn = mysql_init(nullptr);
}

//释放数据库连接资源
MySQL::~MySQL()
{
    if(_conn!=nullptr){
        mysql_close(_conn);
    }
}

//连接数据库
bool MySQL::connect()
{
    MYSQL *p = mysql_real_connect(_conn, server.c_str(), user.c_str(), password.c_str(),
                                    dbname.c_str(), 3306, nullptr, 0);
    if (p != nullptr)
    {
        // C和C++代码默认的编码字符是ASCII，如果不设置，从Mysql上拉取的数据不支持汉字
        mysql_query(_conn, "set names gbk");
        LOG_INFO << "connect mysql success!";
    }
    else
    {
        LOG_INFO << "connect mysql fail!";
    }
    return p;
}

//更新操作
bool MySQL::update(string sql)
{
    if (mysql_query(_conn, sql.c_str()))
    {
        LOG_INFO << __FILE__ << ":" << __LINE__ << ":"
                    << sql << "更新失败！";
        return false;
    }
    return true;
}

//查询操作
MYSQL_RES* MySQL::query(string sql)
{
    if (mysql_query(_conn, sql.c_str()))
    {
        LOG_INFO << __FILE__ << ":" << __LINE__ << ":"
                    << sql << "查询失败！";
        return nullptr;
    }
    return mysql_use_result(_conn);
}

//获取连接
MYSQL *MySQL::getConnection()
{
    return _conn;
}
#ifndef USER_H
#define USER_H

#include<string>
using namespace std;
/*
mysql> SHOW COLUMNS FROM user;
+----------+--------------------------+------+-----+---------+----------------+
| Field    | Type                     | Null | Key | Default | Extra          |
+----------+--------------------------+------+-----+---------+----------------+
| id       | int                      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| username | varchar(50)              | NO   | UNI | NULL    |                |
| password | varchar(50)              | NO   |     | NULL    |                |
| state    | enum('online','offline') | YES  |     | offline |                |
+----------+--------------------------+------+-----+---------+----------------+
*/
//定义数据库对象，将数据库信息整合为一个对象提交给业务层
//匹配User表的ORM类
class User{
public:
    User(int id = -1, string name = "", string pwd = "", string state = "offline")
    {
        this->id = id;
        this->name = name;
        this->password = pwd;
        this->state = state;
    }

    void setId(int id)
    {
        this->id = id;
    }

    void setName(string name)
    {
        this->name = name;
    }

    void setPwd(string pwd)
    {
        this->password = pwd;
    }

    void setState(string state)
    {
        this->state = state;
    }

    int getId()
    {
        return this->id;
    }

    string getName()
    {
        return this->name;
    }

    string getPwd()
    {
        return this->password;
    }

    string getState()
    {
        return this->state;
    }
private:
    int id;
    string name;
    string password;
    string state;
};
#endif
#include"usermodel.hpp"
#include"db.h"
#include<iostream>
#include<muduo/base/Logging.h>
using namespace std;
//User表的增加方法
bool UserModel::insert(User &user)
{
    //1. 组成sql语句
    char sql[1024] = {0};
    sprintf(sql, "insert into user(username,password,state) values('%s', '%s', '%s')",
            user.getName().c_str(), user.getPwd().c_str(), user.getState().c_str());
    LOG_INFO<<sql;
    //2.连接数据库
    MySQL mysql;
    if (mysql.connect())
    {
        if(mysql.update(sql)){
            //获取插入成功的用户数据生成的主键id
            user.setId(mysql_insert_id(mysql.getConnection()));
            return true;
        }
    }
    return false;
}

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