C++与Python在数据库操作中的协作

发布时间：2024-11-19 16:23:57 作者：小樊
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C++和Python在数据库操作中的协作可以通过多种方式实现。以下是一些常见的方法：

1. 使用C++作为后端，Python作为前端

C++后端：负责处理数据库连接、执行SQL查询和处理数据。
Python前端：通过API与C++后端通信，发送请求并接收数据。

实现步骤：

C++后端：

使用C++数据库库（如SQLite、MySQL、PostgreSQL等）连接数据库。
执行SQL查询并处理结果。
提供API接口供Python前端调用。

// C++后端示例（使用SQLite）
#include <sqlite3.h>
#include <iostream>

static int callback(void* data, int argc, char** argv, char** azColName) {
    for (int i = 0; i < argc; i++) {
        std::cout << azColName[i] << ": " << (argv[i] ? argv[i] : "NULL") << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

int main() {
    sqlite3* db;
    char* errorMessage = nullptr;
    int exitcode = sqlite3_open("example.db", &db);

    if (exitcode) {
        std::cerr << "Can't open database: " << sqlite3_errmsg(db) << std::endl;
        return exitcode;
    }

    const char* sql = "SELECT * FROM users;";
    exitcode = sqlite3_exec(db, sql, callback, nullptr, &errorMessage);

    if (exitcode != SQLITE_OK) {
        std::cerr << "SQL error: " << errorMessage << std::endl;
        sqlite3_free(errorMessage);
    }

    sqlite3_close(db);
    return 0;
}

Python前端：

使用Python的requests库或sqlite3库与C++后端通信。
发送请求并处理返回的数据。

# Python前端示例
import requests

def get_users():
    response = requests.get('http://localhost:8080/api/users')
    if response.status_code == 200:
        users = response.json()
        print(users)
    else:
        print("Failed to get users")

if __name__ == "__main__":
    get_users()

2. 使用C++作为数据库驱动，Python作为应用逻辑

C++数据库驱动：负责与数据库交互，提供底层的数据库操作接口。
Python应用逻辑：使用C++提供的接口进行数据库操作，处理业务逻辑。

实现步骤：

C++数据库驱动：

使用C++数据库库连接数据库。
提供底层的数据库操作接口（如创建表、插入数据、查询数据等）。

// C++数据库驱动示例（使用SQLite）
#include <sqlite3.h>
#include <iostream>

static int callback(void* data, int argc, char** argv, char** azColName) {
    for (int i = 0; i < argc; i++) {
        std::cout << azColName[i] << ": " << (argv[i] ? argv[i] : "NULL") << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

void create_table() {
    sqlite3* db;
    char* errorMessage = nullptr;
    int exitcode = sqlite3_open("example.db", &db);

    if (exitcode) {
        std::cerr << "Can't open database: " << sqlite3_errmsg(db) << std::endl;
        return;
    }

    const char* sql = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, email TEXT);";
    exitcode = sqlite3_exec(db, sql, callback, nullptr, &errorMessage);

    if (exitcode != SQLITE_OK) {
        std::cerr << "SQL error: " << errorMessage << std::endl;
        sqlite3_free(errorMessage);
    }

    sqlite3_close(db);
}

void insert_user(const std::string& name, const std::string& email) {
    sqlite3* db;
    char* errorMessage = nullptr;
    int exitcode = sqlite3_open("example.db", &db);

    if (exitcode) {
        std::cerr << "Can't open database: " << sqlite3_errmsg(db) << std::endl;
        return;
    }

    const char* sql = "INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?);";
    sqlite3_stmt* stmt;
    exitcode = sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, nullptr);

    if (exitcode != SQLITE_OK) {
        std::cerr << "SQL error: " << sqlite3_errmsg(db) << std::endl;
        sqlite3_close(db);
        return;
    }

    sqlite3_bind_text(stmt, 1, name.c_str(), -1, SQLITE_STATIC);
    sqlite3_bind_text(stmt, 2, email.c_str(), -1, SQLITE_STATIC);

    exitcode = sqlite3_step(stmt);

    if (exitcode != SQLITE_DONE) {
        std::cerr << "SQL error: " << sqlite3_errmsg(db) << std::endl;
    }

    sqlite3_finalize(stmt);
    sqlite3_close(db);
}

void get_users() {
    sqlite3* db;
    char* errorMessage = nullptr;
    int exitcode = sqlite3_open("example.db", &db);

    if (exitcode) {
        std::cerr << "Can't open database: " << sqlite3_errmsg(db) << std::endl;
        return;
    }

    const char* sql = "SELECT * FROM users;";
    exitcode = sqlite3_exec(db, sql, callback, nullptr, &errorMessage);

    if (exitcode != SQLITE_OK) {
        std::cerr << "SQL error: " << errorMessage << std::endl;
        sqlite3_free(errorMessage);
    }

    sqlite3_close(db);
}

Python应用逻辑：

使用C++提供的接口进行数据库操作。
处理业务逻辑。

# Python应用逻辑示例
import sqlite3

def create_table():
    conn = sqlite3.connect('example.db')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, email TEXT);''')
    conn.commit()
    conn.close()

def insert_user(name, email):
    conn = sqlite3.connect('example.db')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?)", (name, email))
    conn.commit()
    conn.close()

def get_users():
    conn = sqlite3.connect('example.db')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users;")
    rows = cursor.fetchall()
    for row in rows:
        print(row)
    conn.close()

if __name__ == "__main__":
    create_table()
    insert_user("John Doe", "john@example.com")
    get_users()

3. 使用C++作为数据库连接池，Python作为应用逻辑

C++数据库连接池：负责管理与数据库的连接，提供高效的连接复用。
Python应用逻辑：使用C++提供的连接池进行数据库操作。

实现步骤：

C++数据库连接池：

使用C++数据库库连接数据库。
提供连接池管理功能（如创建连接、释放连接、获取连接等）。

// C++数据库连接池示例（使用SQLite）
#include <sqlite3.h>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

class SQLiteConnectionPool {
public:
    SQLiteConnectionPool(const std::string& db_name, int pool_size) {
        for (int i = 0; i < pool_size; ++i) {
            connections.emplace(std::make_shared<SQLiteConnection>(db_name));
        }
    }

    std::shared_ptr<SQLiteConnection> acquire() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        cond.wait(lock, [this] { return !connections.empty(); });
        auto conn = connections.front();
        connections.pop();
        return conn;
    }

    void release(std::shared_ptr<SQLiteConnection> conn) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        connections.push(conn);
        lock.unlock();
        cond.notify_one();
    }

private:
    struct SQLiteConnection {
        SQLiteConnection(const std::string& db_name) {
            int exitcode = sqlite3_open(db_name.c_str(), &db);
            if (exitcode) {
                std::cerr << "Can't open database: " << sqlite3_errmsg(db) << std::endl;
            }
        }

        ~SQLiteConnection() {
            sqlite3_close(db);
        }

        sqlite3* db;
    };

    std::queue<std::shared_ptr<SQLiteConnection>> connections;
    std::mutex mtx;
    std::condition_variable cond;
};

void execute_query(std::shared_ptr<SQLiteConnection> conn, const std::string& query) {
    char* errorMessage = nullptr;
    int exitcode = sqlite3_exec(conn->db, query.c_str(), callback, nullptr, &errorMessage);

    if (exitcode != SQLITE_OK) {
        std::cerr << "SQL error: " << errorMessage << std::endl;
        sqlite3_free(errorMessage);
    }
}

int callback(void* data, int argc, char** argv, char** azColName) {
    for (int i = 0; i < argc; i++) {
        std::cout << azColName[i] << ": " << (argv[i] ? argv[i] : "NULL") << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

Python应用逻辑：

使用C++提供的连接池进行数据库操作。
处理业务逻辑。

# Python应用逻辑示例
import sqlite3

class SQLiteConnectionPool:
    def __init__(self, db_name, pool_size):
        self.pool = []
        for _ in range(pool_size):
            conn = sqlite3.connect(db_name)
            self.pool.append(conn)

    def acquire(self):
        if not self.pool:
            raise Exception("No available connections in the pool")
        return self.pool.pop()

    def release(self, conn):
        self.pool.append(conn)

def execute_query(query):
    conn = pool.acquire()
    try:
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute(query)
        result = cursor.fetchall()
        for row in result:
            print(row)
    finally:
        pool.release(conn)

if __name__ == "__main__":
    pool = SQLiteConnectionPool('example.db', 10)
    execute_query("SELECT * FROM users;")

通过以上几种方法，C++和Python可以在数据库操作中进行有效的协作。选择哪种方法取决于具体的应用场景和需求。

C++与Python在数据库操作中的协作

1. 使用C++作为后端，Python作为前端

实现步骤：

2. 使用C++作为数据库驱动，Python作为应用逻辑

实现步骤：

3. 使用C++作为数据库连接池，Python作为应用逻辑

实现步骤：

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