C++程设实验项目二：用正则表达式制作一个简易的SQL系统

Posted 2020-11-04 Azoimide Ricochet

本文将尽可能简单地概括如何搭起这个SQL系统的框架。

 

一、正则表达式分析语句

首先需要使用c++的regex库：

#include <regex>

推荐到菜鸟教程上了解正则表达式的最基础语法。

 

然后，新建一个表达式。假定现在要分析的语句是CREATE TABLE (col1,col2,...) TO filename

regex r("CREATE TABLE \\((.+)\\) TO ([^ ]+)");

注意，在c++中还要转义一次反斜杠，所以一般的像\w, \(这样的符号都要写成\\w, \\(的形式。

 

然后用regex_match匹配一个string对象。

string cmd="CREATE TABLE (name,score) TO rec.txt";
smatch m;
if(regex_match(cmd,m,r)){
    //...
}
else cout << "NOT MATCH!" << endl;

如果cmd的内容与r匹配成功，那么结果将会保存在m里面。

那么怎么利用m的内容呢？举个例子，输出m的内容（for里面的auto这个用法也是c++11才有的）

for(auto x:m) cout << m << endl;
//result:
//CREATE TABLE (name,score) TO rec.txt     //即m.str(0)，匹配到的整个式子
//name,score                               //即m.str(1)，即用n个括号保存的信息，都依次保存在m的1~n个位置中//rec.txt                                  //即m.str(2)

 

将m.str(1)保存之后，如何处理它呢？万一这是一个很长的col1,col2,col3,...,col99的长字符串呢？这就要用到regex_search了。

regex c("([^,]+)");
string cols=m.str(1);
while(regex_search(cols,m,c)){ //确保m的文件路径信息已经被保存了
    //保存m.str(0)的信息……
    cols=m.suffix().str();  
    //m.str(0)： col1
    //m.suffix(): ,col2,col3,...,col99
}

regex_search会在整个字符串中寻找第一个匹配正则表达式的字串。然后，这个字串之前的部分保存在m.prefix()，之后的部分保存在m.suffix()。只要把已经查找到的字串截去，就可以再在后面的串里搜索了。

再举个例子吧：

regex r("glim");
string s="starlightglimmer";
smatch m;
regex_search(s,m,r);
//m.str(0)=="glim"
//m.prefix()=="starlight"
//m.suffix()=="mer"

 

由此，只要灵活地运用正则表达式，就可以很轻松地分析各种语句了。即使是有多个可选的命令，例如SELECT * FROM table [WHERE col = name] [ORDER BY col DESC] [TO file]，你可以将前面的必填命令和后面三个可选参数拆成四个正则表达式，然后运用regex_search完成各种命令的分析。

 

二、数据结构与排序

注意，由于各人的数据结构存在差异，所以这部分不是这么通用。首先，一个表格是二维的，这就可以使用一个vector的vector来储存表格。具体我是这样操作的：

struct column {
    vector<string> item;
    string name;
};
class table {
public:
    vector<column> col;
    string tablename;
    table(string);
};

table其实当成结构体用，所以都public。

一个表的行数可以从它其中一个列里得知，同时你可以要求表名与文件名相同来节省一个string变量。

构造函数的string就是方便设置tablename用的，你也可以把它拆出来，然后写成一个结构体。

此外，在内存里，你不必储存任何一个静态的表格：毕竟是从文件读取的，只要确保要操作的表格曾经通过CREATE TABLE记录在一个vector<string> tablelist这样的地方就行了。

 

那么，如何对一个行操作呢？平常可以用下标来操作，但是排序怎么解决？这里提供一个思路：

例如，存在这些列：name, score, note

要对score排序整个表，可以用pair<int, string>这样的数据结构。

//table t(...)
//...
string tarcol="score";
vector<pair<int ,string>> tar;
for(auto c:t.col){
    if(c.name==tarcol){
        for(int i=0;i<c.item.size();i++){
            tar.push_back(make_pair(i,c.item[i]));
        }
    }
}

然后用<algorithm>自带的sort，同时配以自定义的cmp函数：

bool cmp(const pair &a, const pair &b) {
    int res = a.second.compare(b.second);
    if (res < 0) return true;
    else return false;
}

那么你就得到了一个排序过的pair序列。pair的数字，就是一种索引。

把当前的表一行一行地，根据索引指定的顺序塞进一个临时的新表（比如，序列的第一个索引数字是2，就把第二行的内容塞进表）。

最后，把新表复制会源表，就大功告成了。

 

三、文件的读取

可以考虑配合fstream,先用getline，再用流输入。具体操作：

#include <fstream>
int readtable(table &t) {
    ifstream in;
    char a[300];
    string line;
    column tmpc;

    in.open((t.tablename + ".txt").c_str());
    if (!in.is_open()) {
        //printf("Doc is not exist...\n");
        return -1;
    }
    in.getline(a, 299);
    line = a;

    smatch m;
    while (regex_search(line, m, divideSpace)) {
        tmpc.name = m.str(1);
        t.col.push_back(tmpc);
        line = m.suffix().str();
    }

    while (!in.eof()) {
        for (auto &c : t.col) {
            in >> line;
            c.item.push_back(line);
        }
    }
    for (auto &c : t.col) c.item.pop_back(); //delete invalid line
    in.close();
    return 1;
}

要注意的是，一般读取的时候是会多读一行的，这时候要把这多读的一行移除。此外，正则表达式就留给读者自己写了。

输出自然不难了。通过这种方法，可以每次都从文件读取表，然后再储存表，再退出。

 

四、表格分割线的绘制

这个其实不是难点，毕竟只要用一个vector<int>记录下一列的最长字串的长度，就可以轻松绘制了。

但是这里有一个坑：在Linux下，一个汉字占三个长度，然后实际显示只有两个。所以在计算长度的时候，需要进行一些处理。

具体来说，可以这么取巧：

int calLength(string s){
    double len=0;
    for(auto ch:s){
        if(0<=ch||ch<=127) len+=1;
        else len+=2.0/3;
    }
    return (int)len;
}

 

以上。感谢阅读。