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C++與Python在數據庫操作中的協作

發布時間：2024-11-19 16:23:57 來源：億速云 閱讀：78 作者：小樊 欄目：編程語言

C++和Python在數據庫操作中的協作可以通過多種方式實現。以下是一些常見的方法：

1. 使用C++作為后端，Python作為前端

  • C++后端：負責處理數據庫連接、執行SQL查詢和處理數據。
  • Python前端：通過API與C++后端通信，發送請求并接收數據。

實現步驟：

  1. C++后端：

    • 使用C++數據庫庫（如SQLite、MySQL、PostgreSQL等）連接數據庫。
    • 執行SQL查詢并處理結果。
    • 提供API接口供Python前端調用。
    // 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;
}

  2. Python前端：

    • 使用Python的requests庫或sqlite3庫與C++后端通信。
    • 發送請求并處理返回的數據。
    # 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++作為數據庫驅動，Python作為應用邏輯

  • C++數據庫驅動：負責與數據庫交互，提供底層的數據庫操作接口。
  • Python應用邏輯：使用C++提供的接口進行數據庫操作，處理業務邏輯。

實現步驟：

  1. C++數據庫驅動：

    • 使用C++數據庫庫連接數據庫。
    • 提供底層的數據庫操作接口（如創建表、插入數據、查詢數據等）。
    // C++數據庫驅動示例（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);
}

  2. Python應用邏輯：

    • 使用C++提供的接口進行數據庫操作。
    • 處理業務邏輯。
    # Python應用邏輯示例
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++作為數據庫連接池，Python作為應用邏輯

  • C++數據庫連接池：負責管理與數據庫的連接，提供高效的連接復用。
  • Python應用邏輯：使用C++提供的連接池進行數據庫操作。

實現步驟：

  1. C++數據庫連接池：

    • 使用C++數據庫庫連接數據庫。
    • 提供連接池管理功能（如創建連接、釋放連接、獲取連接等）。
    // C++數據庫連接池示例（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;
}

  2. Python應用邏輯：

    • 使用C++提供的連接池進行數據庫操作。
    • 處理業務邏輯。
    # Python應用邏輯示例
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;")

通過以上幾種方法，C++和Python可以在數據庫操作中進行有效的協作。選擇哪種方法取決于具體的應用場景和需求。

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