Android学习笔记36:使用SQLite方式存储数据

  在Android中一共提供了5种数据存储方式,分别为:

  (1)Files:通过FileInputStream和FileOutputStream对文件进行操作。具体使用方法可以参阅博文《Android学习笔记34:使用文件存储数据》。

  (2)Shared Preferences:常用来存储键值对形式的数据,对系统配置信息进行保存。具体使用方法可以参阅博文《Android学习笔记35:使用Shared Preferences方式存储数据》。

  (3)Content Providers:数据共享,用于应用程序之间数据的访问。

  (4)SQLite:Android自带的轻量级关系型数据库,支持SQL语言,用来存储大量的数据,并且能够对数据进行使用、更新、维护等操作。

  (5)Network:通过网络来存储和获取数据。

  本篇博文介绍第四种方式,通过Android自带的SQLite数据库存储数据。

1.SQLite简介

  SQLite是一款开源的、嵌入式关系型数据库,第一个版本Alpha发布于2000年。SQLite在便携性、易用性、紧凑性、高效性和可靠性方面有着突出的表现。

  SQLite和C/S模式的数据库软件不同,它是一款嵌入式数据库,没有独立运行的进程,与所服务的应用程序在应用程序进程空间内共生共存。它的代码与应用程序代码也是在一起的,或者说嵌入其中,作为托管它的程序的一部分。因此不存在数据库的客户端和服务器,使用SQLite一般只需要带上它的一个动态库,就可以享受它的全部功能。

  数据库服务器在程序中的好处是不需要网络配置或管理。将数据库客户端与服务器运行在同一个进程中,可以省去不少的操作及麻烦:不用担心防火墙或者地址解析;不用浪费时间管理复杂的授权和权限;可以减少网络调用相关的消耗;可以简化数据库管理并使程序更容易部署。

  SQLite数据库通过数据库级上的独占性和共享锁来实现独立事务处理。这意味着多个进程可以在同一时间从同一数据库读取数据,但是只有一个可以写入数据。在某个进程向数据库执行写操作之前,必须获得独占锁定。在发出独占锁定后,其他的读写操作将不会再发生。

  此外,SQLite数据库中的所有信息(比如表、视图、触发器等)都包含在一个文件内,方便管理和维护。SQLite数据库还支持大部分操作系统,除电脑上使用的操作系统之外,很多手机上使用的操作系统同样可以运行。同时,SQLite数据库还提供了多语言的编程接口,供开发者使用。

2.SQL基本命令

  SQL是与关系型数据库通信的唯一方式。它专注于信息处理,是为构建、读取、写入、排序、过滤、映射、分组、聚集和通常的管理信息而设计的声明式语言。

  在讲解SQL基本命令之前,有必要先了解一下SQLite所支持的数据类型都有哪些。

2.1 SQLite支持的数据类型

  SQLite采用动态数据存储类型,会根据存入的值自动进行判断。SQLite支持以下5种数据类型:

  (1)NULL:空值

  (2)INTEGER:带符号的整型

  (3)REAL:浮点型

  (4)TEXT:字符串文本

  (5)BLOB:二进制对象

2.2 SQL基本命令

  表是探索SQLite中SQL的起点,也是关系型数据库中信息的标准单位,所有的操作都是以表为中心的。那么如何使用SQL命令创建一张表呢?

2.2.1创建表

  表是由行和列组成的,列称为字段,行称为记录。

  使用CREATE命令可以创建表,CREATE命令的一般格式为:

  CREATE [TEMP/TEMPORARY] TABLE table_name (column_definitions [, constraints]);

  其中,[]中的内容是可选的,用TEMP或TEMPORARY关键字声明的表是临时表,这种表只存活于当前会话,一旦连接断开,就会被自动销毁。如果没有明确指出创建的表是临时表,则创建的是基本表,将会在数据库中持久存在,这也是数据库中最常见的表。

  CREATE TABLE命令至少需要一个表名和一个字段名,上述命令中的table_name表示表名,表名必须与其他标识符不同。column_definitions由用逗号分隔的字段列表组成,每个字段定义包括一个名称、一个域(类型)和一个逗号分隔的字段约束。其中,域是指存储在该列的信息的类型,约束用来控制什么样的值可以存储在表中或特定的字段中。

  一条创建表的命令示例如下:

1   CREATE TABLE tab_student (studentId INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, 
2                             studentName VARCHAR(20), 
3                             studentAge INTEGER);

  如上,我们创建了一个名为tab_student的表,该表包含3个字段:studentId、 studentName和studentAge,其数据类型分别为:INTEGER、VARCHAR和INTEGER。

  此外,通过使用关键字PRIMARY KEY,我们指定了字段studentId所在的列是主键。主键确保了每一行记录在某种方式上与表中的其他行记录是不同的(唯一的),进而确保了表中的所有字段都是可寻址的。

  SQLite为主键提供自增长功能,当定义字段类型为INTEGER PRIMARY KEY时,SQLite将为该字段创建默认值,该默认值确保整数值是唯一的。SQLite使用64-bit单符号整数主键,因此,该字段的最大值是9,223,372,036,854,775,807。当达到最大值时,SQLite会自动搜索该字段还未使用的值,并作为要插入的值。从表中删除记录时,rowid可能被回收并在后面的插入中使用。因此,新创建的rowid不一定是按照严格顺序增长的。如果想要SQLite使用唯一的自动主键值,而不是填补空白,可以在主键定义INTEGER PRIMARY KEY中加入关键字AUTOINCREMENT。AUTOINCREMENT关键字阻止rowid回收,它将为新插入的记录产生新的(不是回收的)rowid。

2.2.2插入记录

  使用INSERT命令可以一次插入一条记录,INSERT命令的一般格式为:

  INSERT INTO tab_name (column_list) VALUES (value_list);

  其中,tab_name指明将数据插入到哪个表中,column_list是用逗号分隔的字段名称,这些字段必须是表中存在的,value_list是用逗号分隔的值列表,这些值是与column_list中的字段一一对应的。

  比如,向刚才创建的tab_student表中插入一条记录,便可以使用如下的语句完成:


  INSERT
INTO tab_student (studentId, studentName, studentAge) VALUES (1, “jack”, 23);

  通过以上的语句,便插入了一条studentName=”jack”, studentAge=”23”的记录,该记录的主键为studentId=1。

2.2.3更新记录

  使用UPDATE命令可以更新表中的记录,该命令可以修改一个表中一行或者多行中的一个或多个字段。UPDATE命令的一般格式为:

  UPDATE tab_name SET update_list WHERE predicate;

  其中,update_list是一个或多个字段赋值的列表,字段赋值的格式为column_name=value。WHERE子句使用断言识别要修改的行,然后将更新列应用到这些行。

  比如,要更新刚才插入到tab_student表中的记录,便可以使用如下的语句完成:


  UPDATE
tab_student SET studentName=”tom”, studentAge=25WHERE studentId=1;

  通过以上的语句,便可以将刚才插入的主键为studentId=1的记录更新为studentName=”tom”, studentAge=”25”了。

2.2.4删除记录

  使用DELETE命令可以删除表中的记录,DELETE命令的一般格式为:

  DELETE FROM table_name WHERE predicate;

  其中,table_name指明所要删除的记录位于哪个表中。和UPDATE命令一样,WHERE子句使用断言识别要删除的行。

  比如,要删除刚才插入的记录,便可以使用如下的语句完成:

  
  DELETE FROM tab_student WHERE studentId=1;

2.2.5查询记录

  SELECT命令是查询数据库的唯一命令。SELECT命令也是SQL命令中最大、最复杂的命令。

  SELECT命令的通用形式如下:

  SELECT [distinct] heading 

  FROM tables 

  WHERE predicate 

  GROUP BY columns 

  HAVING predicate 

  ORDER BY columns 

  LIMIT count,offset;

  其中,每个关键字(如FROM、WHERE、HAVING等)都是一个单独的子句,每个子句由关键字和跟随的参数构成。GROUP BY和HAVING一起工作可以对GROUP BY进行约束。ORDER BY使记录集在返回之前按一个或多个字段的值进行排序,可以指定排序方式为ASC(默认的升序)或DESC(降序)。此外,还可以使用LIMIT限定结果集的大小和范围,count指定返回记录的最大数量,offset指定偏移的记录数。

  在上述的SELECT命令通用形式中,除了SELECT之外,所有的子句都是可选的。目前最常用的SELECT命令由三个子句组成:SELECT、FROM、WHERE,其基本语法形式如下:

  SELECT heading FROM tables WHERE predicate;

  比如,要查询刚才插入的记录,便可以使用如下的语句完成:

  
  SELECT
studentId, studentName, studentAge FROM tab_student WHERE studentId=1;

  至此,我们介绍了SQL中最基本和最常用的CREATE、INSERT、UPDATE、DELETE和SELECT命令。当然了,这里只是对其进行了简单的介绍,有关SQLite中SQL命令的详细使用方法,可以参阅《SQLite权威指南》一书的第三章和第四章。

 

3.数据库操作辅助类SQLiteOpenHelper

  Android提供了一个重要的类SQLiteOpenHelper,用于辅助用户对SQLite数据库进行操作。

  SQLiteOpenHelper的构造函数原型如下:

  public SQLiteOpenHelper(Context context, String name, SQLiteDatabase.CursorFactory factory, int version);

  其中,参数context表示应用程序运行的环境,包含应用程序所需的共享资源。参数name表示Android的数据库名字。参数factory是SQLiteDatabase.CursorFactory类对象,用于存储查询Android SQLite数据库的结果集。参数version表示应用程序所用的数据库的版本,该版本并非SQLite的真正版本,而是指定应用程序中的SQLite数据库的版本,当该版本号发生变化时,将会触发SQLiteOpenHelper类中的onUpgrade()或onDowngrade()方法。

  SQLiteOpenHelper类的所有方法如图1所示。

Android学习笔记36:使用SQLite方式存储数据_第1张图片

图1 SQLiteOpenHelper类的方法

  其中,close()方法用于关闭SQLiteOpenHelper对象中的SQLite数据库;getReadableDatabase()方法和getWriteableDatabase()方法类似,getReadableDatabase()方法以只读状态打开SQLiteOpenHelper对象中指定的SQLite数据库,任何想要修改数据库的操作都是不允许的;getWriteableDatabase()方法也是打开数据库,但是允许数据库正常的读/写操作;在一个不存在的数据库上调用任何方法时,都会隐式的调用SQLiteOpenHelper对象的onCreate()方法;当应用程序第一次访问数据库时,则会调用onOpen()方法,但是,如果版本号发生了变化的话,则会调用onUpgrade()或onDowngrade()方法。

 

4.数据库类SQLiteDatabase

  SQLiteDatabase类用来完成对数据库的操作任务,比如表的选择、插入、更新和删除语句等。

  SQLiteDatabase类中常用的用于执行SQL语句的方法有以下一些。

  (1)execSQL()方法:

  public void execSQL (String sql);

  public void execSQL (String sql, Object[] bindArgs);

  (2)query()方法:

  public Cursor query (String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String  groupBy, String  having,String orderBy, String limit);

  public Cursor query (boolean distinct, String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit, CancellationSignal cancellationSignal);

  public Cursor query (String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String  having,String orderBy);

  public Cursor query (boolean distinct, String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit);

  (3)queryWithFactory()方法:

  public Cursor queryWithFactory (SQLiteDatabase.CursorFactory cursorFactory, boolean distinct, String table, String[]columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String  orderBy, String  limit,CancellationSignal cancellationSignal);

  public Cursor queryWithFactory (SQLiteDatabase.CursorFactory cursorFactory, boolean distinct, String table, String[]columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit);

  (4)rawQuery()方法:

  public Cursor rawQuery (String sql, String[] selectionArgs, CancellationSignal cancellationSignal);

  public Cursor rawQuery (String sql, String[] selectionArgs);

  (5)rawQueryWithFactory()方法:

  public Cursor rawQueryWithFactory (SQLiteDatabase.CursorFactory cursorFactory, String sql, String[]  selectionArgs,String editTable);

  public Cursor rawQueryWithFactory (SQLiteDatabase.CursorFactory cursorFactory, String sql, String[]  selectionArgs,String editTable, CancellationSignal cancellationSignal);

  其中,execSQL()方法都有一个参数sql,这个参数是一个SQL语句。第二个参数bindArgs接收一个数组,数组中的每个成员捆绑了一个查询。execSQL()方法用于运行那些没有返回值的查询语句,比如创建、插入、更新和修改表。

  query()方法和queryWithFactory()方法是在数据库中运行一些轻量级的单查询语句,参数包括table、columns、groupBy、having、orderBy、limit等SQL语句关键字。这些方法允许将SQL语句传递给相关方法,而不必直接使用SQL语句。

  rawQuery()方法和rawQueryWithFactory()方法也都有一个参数sql,用于执行SQL查询语句,返回值是Cursor对象。这两个方法都有一个版本能够接收一个字符串数组selectionArgs作为参数,通过这个参数,SQLiteDatabase对象将把捆绑的SQL语句中的问号(?)用这个数组中的值代替,并按照一一对应的位置关系进行取代。

  SQLiteDatabase类提供了大约50个方法,除此之外还有一些用于打开数据库的方法(如openDatabase()、openOrCreateDatabase()等),用于管理SQLite事务的方法(如beginTransaction()、endTransaction()等),用于测试数据库是否被锁住的方法(如isDbLockedByCurrentThread()、isDbLockedByOtherThread()等),以及获取数据库基本信息的方法(如getMaximumSiza()、getVersion()等)。这里就不一一介绍了,具体可以参阅SQLiteDatabase类的API帮助文档

5.游标类Cursor

  在Android中,查询数据是通过Cursor类来实现的,当我们使用SQLiteDatabase.query()或SQLiteDatabase.rawQuery()方法时,会得到一个Cursor对象,Cursor指向的就是每一条记录,它提供了很多有关查询的方法,如图2所示。

Android学习笔记36:使用SQLite方式存储数据_第2张图片

图2 Cursor类的常用方法

6.封装接口

  有了以上的基础,我们便可以按照MVC的架构,封装一个接口层,在该接口层中实现对SQLite数据库的具体操作。

  以下分别以添加数据、更新数据、查询数据为例讲解其具体的实现方法。在实现这些方法之前,我们首先需要创建一张表。这里我创建了一个名为MySQLiteOpenHelper的类,让它继承自SQLiteOpenHelper类,并实现了SQLiteOpenHelper类的onCreate()方法,在该方法里实现创建一张表的操作,具体源代码如下:

1     /*
2      * Function  :    创建表
3      * Author    :    博客园-依旧淡然
4      */
5     public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
6         db.execSQL("CREATE TABLE tab_student (studentId INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, " + 
"studentName VARCHER(20), " +
"studentAge INTEGER)"); 7 }

  通过以上的代码,我们创建了一张名为“tab_student”的表,并在该表中创建了三个字段,分别为:studentId、studentName和studentAge。并且指定了studentId字段作为该表的主键。

6.1添加数据

  添加数据可以使用SQLiteDatabase.execSQL(String sql, Object[] bindArgs)方法来实现,具体如下:

1     /*
2      * Function  :    添加数据
3      * Author    :    博客园-依旧淡然
4      */
5     public void addStudentInfo(Student student) {
6         db = mySQLiteOpenHelper.getWritableDatabase();
7         db.execSQL("INSERT INTO tab_student (studentId, studentName, studentAge) values (?, ?, ?)", 
8           new Object[] {student.getStudentId(), student.getStudentName(), student.getStudentAge()});
9     }

  其中,通过第二个参数bindArgs,使SQL语句中的问号(?)与这个数组中的值形成一一对应关系,从而将值写入到“tab_student”表中的对应字段中。

6.2更新数据

  更新数据的方法与添加数据的方法大致相同,具体如下:

1    /*
2     * Function  :    更新数据
3     * Author    :    博客园-依旧淡然
4     */
5    public void updateStudentInfo(Student student) {
6        db = mySQLiteOpenHelper.getWritableDatabase();
7        db.execSQL("UPDATE tab_student SET studentName = ?, studentAge = ? WHERE studentId = ?", 
          new Object[] {student.getStudentName(), student.getStudentAge(), student.getStudentId()});
8    }

6.3查询数据

  查询数据时,因为需要返回查询的结果,所以需要使用SQLiteDatabase.rawQuery()方法将查询的结果返回,具体如下:

 1     /*
 2      * Function  :    查询数据
 3      * Author    :    博客园-依旧淡然
 4      */
 5     public Student findStudentInfo(int id) {
 6         db = mySQLiteOpenHelper.getWritableDatabase();
 7         String sql = "SELECT studentId, studentName, studentAge FROM tab_student WHERE studentId = ?";
 8         Cursor cursor = db.rawQuery(sql, new String[] {String.valueOf(id)});
 9         if(cursor.moveToNext()) {
10             return new Student(cursor.getInt(cursor.getColumnIndex("studentId")),     
cursor.getString(cursor.getColumnIndex("studentName")), 11 cursor.getInt(cursor.getColumnIndex("studentAge"))); 12 } 13 return null; 14 }

  可以看出,通过使用SQLiteDatabase.rawQuery()方法可以将查询到的结果存入Cursor对象中。然后,我们可以使用Cursor对象的getXXX()方法将查询结果从Cursor对象中取出来。

  当然了,我们还可以根据实际的需要,去实现更多的接口方法,比如,删除数据、获取数据列表、获取数据个数等等。

  封装好了以上的这些接口方法,便可以很方便的在程序中直接调用这些方法,不必再去关心底层数据库的调用,而将精力放在UI界面的设计实现上。

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