面试题：SQLite紧凑性设计中的存储结构相关问题

Question

请阐述SQLite在存储结构方面是如何体现紧凑性设计的，比如其页结构和表结构在节省空间上有哪些关键特点？

Answer 1

SQLite页结构节省空间特点

1. 固定页大小：SQLite使用固定大小的页，常见页大小有512字节、1024字节、2048字节、4096字节、8192字节和16384字节。固定页大小便于管理和提高空间利用率，减少因可变页大小带来的空间碎片问题。
2. 页头紧凑：页头包含了页类型、页号、数据库文件格式版本等关键元数据信息，这些信息以紧凑的二进制格式存储，占用空间少。例如，页类型通常用一个字节表示不同的页类型（如数据页、索引页等）。
3. 行溢出处理：当一行数据过大无法完全存储在页内时，SQLite采用行溢出机制。数据的一部分存储在主页，溢出部分存储在溢出页，这样既保证了页内数据结构的相对紧凑，又能处理大数据行的存储问题。

SQLite表结构节省空间特点

1. 无额外开销的表元数据：SQLite的表元数据直接存储在数据库文件的特定页中（如sqlite_master表），没有像一些大型数据库那样为表元数据设立专门复杂的目录结构，减少了额外的空间开销。
2. 列存储优化：SQLite根据列的数据类型存储数据。对于整数类型，会根据其范围选择合适大小的存储方式，如1字节、2字节、3字节、4字节、6字节或8字节来存储，避免了固定使用大字节数存储小范围整数造成的空间浪费。对于字符串类型，采用动态长度存储，只记录实际字符串长度，而不是固定分配大的空间。
3. 索引紧凑设计：SQLite的B - 树索引结构紧凑。索引节点只存储必要的键值和指针信息，并且通过对键值的高效编码方式（如前缀压缩等），减少索引存储所占用的空间，从而间接节省了表整体的存储空间，因为索引也是表结构的一部分，良好的索引设计能提升表访问效率并节省空间。