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面试题:SQLite 自定义函数与扩展

假设你需要在 SQLite 中实现一个自定义函数,该函数用于计算两个日期之间的工作日天数(不包含周六和周日)。请描述实现这个自定义函数的详细步骤,包括如何在 C 语言中编写函数代码,如何将其编译并链接到 SQLite 库,以及如何在 SQL 查询中调用这个自定义函数。此外,讨论在什么场景下使用 SQLite 自定义函数和扩展能够显著提升数据库的功能和性能。
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面试题答案

一键面试

1. 在 C 语言中编写函数代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sqlite3.h>
#include <time.h>

// 检查日期是否为周末
int is_weekend(int year, int month, int day) {
    struct tm date = {0};
    date.tm_year = year - 1900;
    date.tm_mon = month - 1;
    date.tm_mday = day;
    mktime(&date);
    int weekday = date.tm_wday;
    return (weekday == 0 || weekday == 6);
}

// 计算两个日期之间的工作日天数
static void workday_count(sqlite3_context *context, int argc, sqlite3_value **argv) {
    const char *date1_str = (const char *)sqlite3_value_text(argv[0]);
    const char *date2_str = (const char *)sqlite3_value_text(argv[1]);

    struct tm date1 = {0};
    struct tm date2 = {0};

    sscanf(date1_str, "%d-%d-%d", &date1.tm_year, &date1.tm_mon, &date1.tm_mday);
    sscanf(date2_str, "%d-%d-%d", &date2.tm_year, &date2.tm_mon, &date2.tm_mday);

    date1.tm_year -= 1900;
    date1.tm_mon -= 1;
    date2.tm_year -= 1900;
    date2.tm_mon -= 1;

    time_t t1 = mktime(&date1);
    time_t t2 = mktime(&date2);

    if (t1 == -1 || t2 == -1) {
        sqlite3_result_error(context, "Invalid date format", -1);
        return;
    }

    time_t step = (t1 < t2)? 1 : -1;
    time_t current = t1;
    int count = 0;

    while (current != t2) {
        struct tm *tmp = localtime(&current);
        if (!is_weekend(tmp->tm_year + 1900, tmp->tm_mon + 1, tmp->tm_mday)) {
            count++;
        }
        current += step * 24 * 60 * 60;
    }
    if (!is_weekend(date2.tm_year + 1900, date2.tm_mon + 1, date2.tm_mday)) {
        count++;
    }
    sqlite3_result_int(context, count);
}

2. 将其编译并链接到 SQLite 库

  1. 编译代码:假设上述代码保存为 workday_count.c,使用以下命令编译(假设使用 GCC):

    gcc -g -Wall -fPIC -shared -o workday_count.so workday_count.c -lsqlite3
    
    • -g:添加调试信息。
    • -Wall:显示所有警告信息。
    • -fPIC:生成位置无关代码,用于共享库。
    • -shared:生成共享库。
    • -lsqlite3:链接 SQLite 库。
  2. 加载共享库到 SQLite:在 SQLite 命令行中,可以使用 .load 命令加载共享库:

    .load /path/to/workday_count.so
    

3. 在 SQL 查询中调用这个自定义函数

在加载共享库后,就可以在 SQL 查询中使用自定义函数 workday_count

SELECT workday_count('2023-01-01', '2023-01-10');

4. 适用场景

  • 提升功能
    • 特定业务逻辑:当数据库需要处理与业务紧密相关的复杂计算,如财务计算、特定行业的统计等,而 SQLite 原生函数无法满足时,自定义函数能将业务逻辑嵌入数据库层,方便数据处理。例如,在项目管理系统中,计算两个任务时间节点间的工作日天数,以准确评估项目进度。
    • 数据清洗和转换:在数据导入或处理过程中,自定义函数可实现对数据的特定清洗和转换操作。如将日期格式按特定规则转换,或对字符串进行复杂的格式化处理。
  • 提升性能
    • 减少数据传输:将复杂计算放在数据库端执行,避免将大量数据传输到应用层进行处理,减少网络开销。例如,对大数据集进行聚合计算时,自定义函数在数据库内完成计算,只返回最终结果。
    • 利用数据库优化:SQLite 内部有自己的查询优化机制,自定义函数作为数据库的一部分,能利用这些优化策略。特别是在涉及多表关联和复杂条件查询时,将部分逻辑封装在自定义函数中,有助于数据库生成更高效的执行计划。