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面试题:SQLite扩展C API函数处理复杂聚合逻辑的实现

假设你需要在SQLite中实现一个复杂的聚合函数,该函数用于计算数据集中相邻两个值的差值的平方和。请详细说明如何利用SQLite的扩展C API函数来实现这一聚合逻辑,包括数据的存储、处理过程以及最终结果的返回方式。
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数据库SQLite

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面试题答案

一键面试
  1. 数据存储

    • 在扩展C API实现聚合函数时,需要定义一个结构体来存储聚合过程中的中间数据。对于计算相邻两个值的差值的平方和,结构体中至少需要存储上一个值以及当前的平方和结果。
    typedef struct {
        double prevValue;
        double sumOfSquares;
        int firstCall;
    } AggregateData;
    
    • prevValue用于存储上一个值,sumOfSquares用于累计差值的平方和,firstCall是一个标志,用于判断是否是第一次调用聚合函数(因为第一次调用时没有上一个值)。
  2. 初始化函数

    • 实现一个初始化函数,用于初始化聚合数据结构体。
    static void AggregateInit(void *pContext) {
        AggregateData *pData = (AggregateData *)pContext;
        pData->prevValue = 0;
        pData->sumOfSquares = 0;
        pData->firstCall = 1;
    }
    
  3. 迭代函数

    • 迭代函数会在每一行数据上被调用,用于更新聚合状态。
    static void AggregateStep(void *pContext, int argc, sqlite3_value **argv) {
        AggregateData *pData = (AggregateData *)pContext;
        double currentValue = sqlite3_value_double(argv[0]);
        if (!pData->firstCall) {
            double diff = currentValue - pData->prevValue;
            pData->sumOfSquares += diff * diff;
        }
        pData->prevValue = currentValue;
        pData->firstCall = 0;
    }
    
    • 这里首先获取当前行的值,然后如果不是第一次调用,计算当前值与上一个值的差值的平方,并累加到sumOfSquares中。最后更新prevValue并将firstCall设为0。
  4. 最终结果函数

    • 最终结果函数用于返回聚合的最终结果。
    static void AggregateFinalize(void *pContext, sqlite3_value *pValue) {
        AggregateData *pData = (AggregateData *)pContext;
        sqlite3_result_double(pValue, pData->sumOfSquares);
    }
    
    • 这里将聚合计算得到的sumOfSquares设置为最终结果。
  5. 注册函数

    • 使用SQLite的扩展C API注册这个聚合函数。
    int sqlite3_extension_init(sqlite3 *db, char **pzErrMsg, const sqlite3_api_routines *pApi) {
        sqlite3_create_function(
            db,
            "custom_aggregate",
            1,
            SQLITE_UTF8,
            0,
            AggregateInit,
            AggregateStep,
            AggregateFinalize
        );
        return SQLITE_OK;
    }
    
    • sqlite3_create_function函数用于注册聚合函数,参数依次为数据库句柄、函数名(这里是custom_aggregate)、参数个数(这里是1个)、编码方式、用户数据指针(这里为0)、初始化函数、迭代函数和最终结果函数。

在SQL中使用时,可以这样调用:

SELECT custom_aggregate(column_name) FROM your_table;

这样就可以通过SQLite的扩展C API实现计算数据集中相邻两个值的差值的平方和的聚合函数。