数据库|数据存储 C语言自带的数据库方案：简单易用的数据存储方式，c自带的数据库介绍

C语言自带的数据库方案：简单易用的数据存储方式

场景引入：小张的数据存储烦恼

小张是个刚学完C语言的编程新手,最近在开发一个学生成绩管理系统，他遇到了一个头疼的问题：每次运行程序都要重新输入数据，程序一关闭，所有数据就消失了。"要是能像那些高级语言一样有方便的数据库就好了"，小张边叹气边想着，C语言本身虽然没有像MySQL那样的完整数据库系统，但它确实自带了一些简单实用的数据存储方案，完全能满足小型应用的需求。

C语言自带的数据存储方案

文件操作：最基础的数据持久化方式

C标准库提供的文件操作函数是最直接的数据存储方案,别看它简单，用好了能解决大部分数据存储需求。

#include <stdio.h>
int main() {
    // 写入数据
    FILE *file = fopen("data.txt", "w");
    if (file != NULL) {
        fprintf(file, "学生姓名: 张三\n成绩: 90\n");
        fclose(file);
    }
    // 读取数据
    file = fopen("data.txt", "r");
    if (file != NULL) {
        char buffer[100];
        while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file) != NULL) {
            printf("%s", buffer);
        }
        fclose(file);
    }
    return 0;
}

优点：

• 简单直接,学习成本低
• 不需要额外依赖
• 生成的文件可读性强

缺点：

• 缺乏结构化查询能力
• 大数据量时效率较低

二进制文件：更高效的数据存储

对于需要存储大量结构化数据的场景,二进制文件是更好的选择。

#include <stdio.h>
typedef struct {
    char name[50];
    int score;
} Student;
int main() {
    Student s = {"李四", 85};
    // 写入二进制数据
    FILE *file = fopen("students.dat", "wb");
    if (file != NULL) {
        fwrite(&s, sizeof(Student), 1, file);
        fclose(file);
    }
    // 读取二进制数据
    file = fopen("students.dat", "rb");
    if (file != NULL) {
        Student readStudent;
        fread(&readStudent, sizeof(Student), 1, file);
        printf("姓名: %s\n成绩: %d\n", readStudent.name, readStudent.score);
        fclose(file);
    }
    return 0;
}

优点：

• 存储效率高,节省空间
• 读写速度快
• 适合存储大量结构化数据

缺点：

• 生成的文件不可直接阅读
• 需要考虑字节序问题

内存映射文件：高性能数据访问

对于需要频繁访问的大型数据文件,内存映射技术能显著提高性能。

#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    const char *filename = "large_data.dat";
    int fd = open(filename, O_RDWR | O_CREAT, 0666);
    // 设置文件大小
    ftruncate(fd, 1024*1024); // 1MB
    // 内存映射
    char *mapped = mmap(NULL, 1024*1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    // 使用映射内存
    sprintf(mapped, "这是通过内存映射写入的数据");
    // 解除映射
    munmap(mapped, 1024*1024);
    close(fd);
    return 0;
}

优点：

• 访问速度接近内存速度
• 适合处理大文件
• 多个进程可以共享同一映射

缺点：

• 实现稍复杂
• 需要考虑同步问题

实用技巧：构建简易数据库

结合上述技术,我们可以创建一个简单的键值存储系统：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAX_ENTRIES 100
typedef struct {
    char key[50];
    char value[100];
} DatabaseEntry;
void saveDatabase(DatabaseEntry db[], int count, const char *filename) {
    FILE *file = fopen(filename, "wb");
    if (file) {
        fwrite(&count, sizeof(int), 1, file);
        fwrite(db, sizeof(DatabaseEntry), count, file);
        fclose(file);
    }
}
int loadDatabase(DatabaseEntry db[], const char *filename) {
    FILE *file = fopen(filename, "rb");
    if (file) {
        int count;
        fread(&count, sizeof(int), 1, file);
        fread(db, sizeof(DatabaseEntry), count, file);
        fclose(file);
        return count;
    }
    return 0;
}
int main() {
    DatabaseEntry db[MAX_ENTRIES];
    int count = 0;
    // 添加一些数据
    strcpy(db[count].key, "student1");
    strcpy(db[count].value, "张三,90");
    count++;
    strcpy(db[count].key, "student2");
    strcpy(db[count].value, "李四,85");
    count++;
    // 保存数据库
    saveDatabase(db, count, "mydatabase.db");
    // 清空内存中的数据
    count = 0;
    // 重新加载数据库
    count = loadDatabase(db, "mydatabase.db");
    // 查询数据
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("键: %s, 值: %s\n", db[i].key, db[i].value);
    }
    return 0;
}

选择合适的数据存储方案

1. 小型配置数据：普通文本文件是最佳选择
2. 结构化数据记录：二进制文件更高效
3. 需要频繁读写的大型数据：考虑内存映射文件
4. 需要简单查询功能：可以自己实现类似上面的简易数据库

注意事项

1. 错误处理：所有文件操作都要检查返回值
2. 数据安全：重要数据应考虑备份机制
3. 跨平台兼容：注意不同系统的文件路径和换行符差异
4. 性能考量：大数据量时考虑分批读写

C语言自带的这些数据存储方案虽然简单,但足够强大，能够满足大多数小型应用的需求，对于像小张这样的初学者来说，掌握这些基础技术不仅能够解决眼前的问题，还能为将来学习更复杂的数据库系统打下坚实的基础，在编程中，有时候最简单的解决方案往往就是最好的解决方案。