文章详情

短信预约-IT技能 免费直播动态提醒

请输入下面的图形验证码

提交验证

短信预约提醒成功

自己动手写数据库:解析 Select 语句并生成查询树

2024-11-30 03:25

关注
package query

import (
    "record_manager"
)

type UpdateScanWrapper struct {
    scan Scan
}

func NewUpdateScanWrapper(s Scan) *UpdateScanWrapper {
    return &UpdateScanWrapper{
        scan: s,
    }
}

func (u *UpdateScanWrapper) GetScan() Scan {
    return u.scan
}

func (u *UpdateScanWrapper) SetInt(fldName string, val int) {
    //DO NOTHING
}

func (u *UpdateScanWrapper) SetString(fldName string, val string) {
    //DO NOTHING
}

func (u *UpdateScanWrapper) SetVal(fldName string, val *Constant) {
    //DO NOTHING
}

func (u *UpdateScanWrapper) Insert() {
    //DO NOTHING
}

func (u *UpdateScanWrapper) Delete() {
    //DO NOTHING
}

func (u *UpdateScanWrapper) GetRid() *record_manager.RID {
    return nil
}

func (u *UpdateScanWrapper) MoveToRid(rid *record_manager.RID) {
    // DO NOTHING
}

上面代码逻辑简单,如果调用 Scan 对象接口时,他直接调用其 Scan 内部对象的接口,如果调用到 UpdateScan 的接口,那么它什么都不做。完成上面代码后,我们在select_plan.go 中进行一些修改:

func (s *SelectPlan) Open() interface{} {
    scan := s.p.Open()
    updateScan, ok := scan.(query.UpdateScan)
    if !ok {
        updateScanWrapper := query.NewUpdateScanWrapper(scan.(query.Scan))
        return query.NewSelectionScan(updateScanWrapper, s.pred)
    }
    return query.NewSelectionScan(updateScan, s.pred)
}

上面代码在创建 SelectScan 对象时,先判断传进来的对象是否能类型转换为 UpdateScan,如果不能,那意味着s.p.Open 获取的是 Scan 对象,因此我们使用前面的代码封装一下再用来创建 SelectScan 对象。完成这里的修改后,我们进入正题。

前面我们在实现 sql 解析器后,在解析完一条查询语句后会创建一个 QueryData 对象,本节我们看看如何根据这个对象构建出合适的查询规划器(Plan)。我们将采取由简单到负责的原则,首先我们直接构建 QueryData 的信息去构建查询规划对象,此时我们不考虑它所构造的查询树是否足够优化,后面我们再慢慢改进构造算法,直到算法能构建出足够优化的查询树。

我们先看一个具体例子,假设我们现在有两个表 STUDENT, EXAM,第一个表包含两个字段分别是学生 id 和姓名:
id | name
———— | ——-
1 | Tom
2 | Jim
3 | John

第二个表包含的是学生 id,科目名称,考试乘机:
stuid | exam|grad
———— | ——-|——-|
1 | math| A|
1 | algorithm| B
2 | writing| C |
2| physics| C|
3|chemical|B|
3|english| C|

现在我们使用 sql 语句查询所有考试成绩得过 A 的学生:

select name from STUDENT, EXAM where id = student_id and grad='A'

当 sql 解释器读取上面语句后,他就会创建一个 QueryData 结构,里面 Tables 对了就包含两个表的名字,也就是 STUDENT, EXAM。由于这两个表不是视图,因此上面代码中判断 if viewDef != nil 不成立,于是进入 else 部分,也就是代码会为这两个表创建对应的 TablePlan 对象,接下来直接对这两个表执行 Product 操作,也就是将左边表的一行跟右边表的每一行合起来形成新表的一行,Product 操作在 STUDENT 和 EXAM 表后所得结果如下:
id|name|student_id | exam|grad
————|——-|———— | ——-|——-|
1|Tom|1|math|A|
1|Tom|1|algorithm|B|
1|Tom|2|writing|A|
1|Tom|2|physics|C|
1|Tom|3|chemical|B|
1|Tom|3|english|A|
…..|….|…..|…|…|

接下来代码创建 ScanSelect 对象在上面的表上,接着获取该表的每一行,然后检测该行的 id 字段是否跟 student_id 字段一样,如果相同,那么查看其 grad 字段,如果该字段是’A’,就将该行的 name 字段显示出来。

下面我们看看如何使用代码把上面描述的流程实现出来。首先我们先对接口进行定义,在 Planner 目录下的 interface.go 文件中增加如下内容:

type QueryPlanner interface {
    CreatePlan(data *query.QueryData, tx tx.Transaction) Plan
}

接着在 Planner 目录下创建文件 query_planner.go,同时输入以下代码,代码的实现逻辑将接下来的文章中进行说明:

package planner

import (
    "metadata_management"
    "parser"
    "tx"
)

type BasicQueryPlanner struct {
    mdm *metadata_management.MetaDataManager
}

func CreateBasicQueryPlanner(mdm *metadata_management.MetaDataManager) QueryPlanner {
    return &BasicQueryPlanner{
        mdm: mdm,
    }
}

func (b *BasicQueryPlanner) CreatePlan(data *parser.QueryData, tx *tx.Transaction) Plan {
    //1,直接创建 QueryData 对象中的表
    plans := make([]Plan, 0)
    tables := data.Tables()
    for _, tblname := range tables {
        //获取该表对应视图的 sql 代码
        viewDef := b.mdm.GetViewDef(tblname, tx)
        if viewDef != nil {
            //直接创建表对应的视图
            parser := parser.NewSQLParser(viewDef)
            viewData := parser.Query()
            //递归的创建对应表的规划器
            plans = append(plans, b.CreatePlan(viewData, tx))
        } else {
            plans = append(plans, NewTablePlan(tx, tblname, b.mdm))
        }
    }

    //将所有表执行 Product 操作,注意表的次序会对后续查询效率有重大影响,但这里我们不考虑表的次序,只是按照
    //给定表依次执行 Product 操作,后续我们会在这里进行优化
    p := plans[0]
    plans = plans[1:]

    for _, nextPlan := range plans {
        p = NewProductPlan(p, nextPlan)
    }

    p = NewSelectPlan(p, data.Pred())

    return NewProjectPlan(p, data.Fields())
}

上面代码中 QueryData就是解析器在解析 select 语句后生成的对象,它的 Tables 数组包含了 select 语句要查询的表,所以上面代码的 CreatePlan 函数先从 QueryData 对象获得 select 语句要查询的表,然后使用遍历这些表,使用 NewProductPlan 创建这些表对应的 Product 操作,最后在 Product 的基础上我们再创建 SelectPlan,这里我们就相当于使用 where 语句中的条件,在 Product 操作基础上将满足条件的行选出来,最后再创建 ProjectPlan,将在选出的行基础上,将需要的字段选择出来。

下面我们测试一下上面代码的效果,首先在 main.go 中,我们先把 student, exam 两个表构造出来,代码如下:

func createStudentTable() (*tx.Transation, *metadata_manager.MetaDataManager) {
    file_manager, _ := fm.NewFileManager("student", 2048)
    log_manager, _ := lm.NewLogManager(file_manager, "logfile.log")
    buffer_manager := bmg.NewBufferManager(file_manager, log_manager, 3)
    tx := tx.NewTransation(file_manager, log_manager, buffer_manager)
    sch := record_manager.NewSchema()
    mdm := metadata_manager.NewMetaDataManager(false, tx)

    sch.AddStringField("name", 16)
    sch.AddIntField("id")
    layout := record_manager.NewLayoutWithSchema(sch)

    ts := query.NewTableScan(tx, "student", layout)
    ts.BeforeFirst()
    for i := 1; i <= 3; i++ {
        ts.Insert() //指向一个可用插槽
        ts.SetInt("id", i)
        if i == 1 {
            ts.SetString("name", "Tom")
        }
        if i == 2 {
            ts.SetString("name", "Jim")
        }
        if i == 3 {
            ts.SetString("name", "John")
        }
    }

    mdm.CreateTable("student", sch, tx)

    exam_sch := record_manager.NewSchema()

    exam_sch.AddIntField("stuid")
    exam_sch.AddStringField("exam", 16)
    exam_sch.AddStringField("grad", 16)
    exam_layout := record_manager.NewLayoutWithSchema(exam_sch)

    ts = query.NewTableScan(tx, "exam", exam_layout)
    ts.BeforeFirst()

    ts.Insert() //指向一个可用插槽
    ts.SetInt("stuid", 1)
    ts.SetString("exam", "math")
    ts.SetString("grad", "A")

    ts.Insert() //指向一个可用插槽
    ts.SetInt("stuid", 1)
    ts.SetString("exam", "algorithm")
    ts.SetString("grad", "B")

    ts.Insert() //指向一个可用插槽
    ts.SetInt("stuid", 2)
    ts.SetString("exam", "writing")
    ts.SetString("grad", "C")

    ts.Insert() //指向一个可用插槽
    ts.SetInt("stuid", 2)
    ts.SetString("exam", "physics")
    ts.SetString("grad", "C")

    ts.Insert() //指向一个可用插槽
    ts.SetInt("stuid", 3)
    ts.SetString("exam", "chemical")
    ts.SetString("grad", "B")

    ts.Insert() //指向一个可用插槽
    ts.SetInt("stuid", 3)
    ts.SetString("exam", "english")
    ts.SetString("grad", "C")

    mdm.CreateTable("exam", exam_sch, tx)

    return tx, mdm
}

然后我们用解析器解析select查询语句生成 QueryData 对象,最后使用BasicQueryPlanner创建好执行树和对应的 Scan 接口对象,最后我们调用 Scan 对象的 Next 接口来获取给定字段,代码如下:

func main() {
    //构造 student 表
    tx, mdm := createStudentTable()
    queryStr := "select name from student, exam where id = stuid and grad=\"A\""
    p := parser.NewSQLParser(queryStr)
    queryData := p.Query()
    test_planner := planner.CreateBasicQueryPlanner(mdm)
    test_plan := test_planner.CreatePlan(queryData, tx)
    test_interface := (test_plan.Open())
    test_scan, _ := test_interface.(query.Scan)
    for test_scan.Next() {
        fmt.Printf("name: %s\n", test_scan.GetString("name"))
    }

}

上面代码运行后所得结果如下:

来源:Coding迪斯尼内容投诉

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

软考中级精品资料免费领

  • 历年真题答案解析
  • 备考技巧名师总结
  • 高频考点精准押题
  • 2024年上半年信息系统项目管理师第二批次真题及答案解析(完整版)

    难度     813人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月26日信息系统项目管理师第2批次考情分析

    难度     354人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月25日信息系统项目管理师第1批次考情分析

    难度     318人已做
    查看
  • 2024年上半年软考高项第一、二批次真题考点汇总(完整版)

    难度     435人已做
    查看
  • 2024年上半年系统架构设计师考试综合知识真题

    难度     224人已做
    查看

相关文章

发现更多好内容

猜你喜欢

AI推送时光机
位置:首页-资讯-后端开发
咦!没有更多了?去看看其它编程学习网 内容吧
首页课程
资料下载
问答资讯