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【IT168 專稿】作爲一名系統管理員，可能每天都要通過某段程序連接到數據庫。開源軟件的一個好處是可以根據需要修改程序代碼。如果程序後臺使用PostgreSQL數據庫，可以很容易用各種語言對其進行訪問。本文作爲系列文章的第一篇，會陸續介紹C、C++、PHP、Tcl、Python及Perl等編程語言對PostgreSQL的訪問方法。
需要說明的是，本文不太適合完全沒有編程經驗的讀者。不過只要讀者有基本的SQL知識，以及懂得至少一種編程語言即可看懂。也許讀者正在使用的系統是Linux，但是隻要使用的客戶端API接口在其他系統可用，則程序代碼不需更改即可在其他操作系統上正常使用。本文所示的代碼全部基於Postgre 9.1，是目前最新的穩定版本，已經安裝並經過測試。在本文的操作環境中，客戶端與服務端位於不同的計算機，但位於同一局域網內，這種情況下可以在客戶端通過命令gpsql -U postgre -h x.x.x.x很容易地連接到服務端。
首先要確保在客戶端機器上有安裝軟件的權限，並且最好確保當前使用的數據庫只做當前測試用，以免任何因不小心的操作導致重要數據的損壞。
C語言接口
在與數據庫連接方面，C語言是一種常用語言，許多數據庫都是用C寫的。該語言高效靈活，因此如果想要寫一款客戶端接口，不管是僅僅包含控制檯還是基於GUI的，並且不想用到瀏覽器，C語言也許是最好的選擇。
連接C語言與Postgres使用的庫名爲libpq，它與PostgreSQL源碼樹綁定在一起。如果安裝數據庫系統時使用的是二進制文件而不是從源碼編譯安裝，libpq可被單獨安裝，但也要記得需要使用選項-dev package(或-devel，取決於Linux系統的版本)。在Debian及其分發版上，安裝libpq的命令爲 #aptitude install libpq-dev。在基於RedHat的系統上，如CentOS，可以在postgresqlxx-libs包中找到libpq，其中xx爲主要和次要版本號。因此要連接到PostgreSQL 9.1數據庫，如果使用Fedora16，則需要安裝postgresql91-lib或postgresql-devel。由於RHEL/CentOS用戶大多使用Postgres庫，導致程序的名稱可能會有一些不同，而且由於Fedora用戶能夠使用更多最新的包，因此僅僅在使用一箇舊版本時才需要第三方庫。簡而言之，任何支持PostgreSQL的系統均有其可用的libpq。
除了C語言，libpq同時也是C++、Perl和Tcl的API引擎，提供基本的函數對數據庫進行連接、查詢和修改。許多常用的函數都包含“PQ”前綴，如PQconnectdb或PQerrormessage。更多示例可查看PostgreSQL文檔或查看src/test/examples。在C程序文件中，包含libpq-fe.h頭文件並在編譯時添加相應的鏈接標記-lpq。
安裝並設置好之後，要做的第一件事就是連接數據庫。PQconnectdb()函數帶一個char *conninfo格式的參數，參數格式如dbname=[database_name]，當然也可以是其他內容，只要格式對即可，最常用的關鍵字爲host，hostaddr(numeric格式，以避免無用的DNS查詢)，port，user，password與sslmode。如果不使用參數，則會使用默認選項。假設服務器地址爲192.168.0.101，username爲postgres，數據庫名爲testdb1，嘗試連接數據庫的代碼如下所示：
#include <libpq-fe.h>
int main(int argc,char argv[])
{
const char *conninfo;
PGconn *conn;
if (argc > 1)
conninfo = argc[1];
else
{
printf("Not enough arguments, exiting...");
return 1;
}
conn = PQconnectdb(conninfo);
/*Check to see how I did */
if(PQstatus(conn) = CONNECTION_OK)
printf("Connection succeeded.\n");
else
{
/*Do something to deal with the error*/
}
}
將代碼保存爲testlibpq並編譯，編譯後的程序用法如下：
如果不出錯誤，會在屏幕上看到提示“Connection succeeded.”，表示連接數據庫成功，不過上文並沒有什麼實際用處。那麼何爲實際用處呢----對數據進行查詢，但這裏先介紹如何斷開連接，即調用PQfinish，該函數只有一個參數PGconn *conn，並返回void。
PQexec函數執行查詢，參數爲PGconn *conn與const char *command，返回一個PGresult類型的對象。在如下示例中，聲明一個PGresult變量，並向服務器發送一個命令。讀者可自行編寫檢查連接與否以及錯誤處理的代碼。
res = PQexec(conn, "SELECT * FROM mydatabase");
PQclear(res);
顯然這段代碼無法編譯，只是爲了向讀者展示libpq庫提供的功能，而不是直接提供可用代碼。不過在這段代碼中，res包含了查詢結果，讀者可以任意對其進行解析。PQresultStatus可以查詢命令的狀態，該函數返回PGRES_COMMAND_OK或 PGRES_FATAL_ERROR.。可在PostgreSQL項目頁面找到exec函數的一個綜合列表。
下面介紹一些有用的函數，例如，PQntuples函數將給定的res作爲參數，以整數類型返回表中列的數量。如果查詢的狀態爲PGRES_TUPLES_OK，則它以PGresult對象爲參數，並返回一個整型值。PQnfields函數給出每行的列數。PQfname函數返回與某數字關聯的列的名字，PQfnumber函數功能則完全相反。要得到某一單元的值，需要將PGresult以及單元的列號和行號傳給PQgetvalue函數。
可以看到這些函數都比較簡單，但PQexec不能同時處理多個SQL命令，因爲該函數只能返回一個結構，如果有多個命令，則只能返回最後一個命令的結果。另一個不足是，PQexec在執行一個命令時會一直等到命令返回，因此讀者在使用該命令遇到阻塞執行時要分外小心。如果這些不足影響到讀者用戶的使用，可以使用其它函數代替，如PQsendQuery和PQgetResult等，可使用這些函數來進行異步查詢處理。【IT168 技術】在之前的文章《任意語言訪問PostgreSQL：C語言接口》中，介紹瞭如何使用C語言訪問PostgreSQL，今天將介紹如何使用C++訪問PostgreSQL。
官方PostgreSQL客戶端的C++接口API稱爲libpqxx，但沒有與PostgreSQL源碼進行綁定，用戶可以從產品分發庫或單獨下載進行安裝。README文件提到用戶可以在Linux、BSD、Solaris、Irix、HP-UX、AIX和安裝Cygwin的Windows上使用libpqxx。安裝libpqxx前要先安裝libpq，因爲前者是基於後者的。
在C++中，namespace被命名爲pqxx，用戶必須包含以該名稱命名的頭文件。以下爲一個簡單連接與查詢的例子：
#include <pqxx/pqxx>
using namespace std;
int main()
{
pqxx::connection conn;
pqxx::work w(conn);
pqxx::result res = w.exec("SELECT 1");
w.commit();
cout << res[0][0].as<int>() << endl;
}
如果運行正確，則該程序會打印出“1”，可以使用try/catch關鍵字來處理連接中可能出現的錯誤。如果要像在C語言中那樣使用argv[x]，可以像如下方法連接字符串：
那麼，該如何對數據進行查詢與返回呢?由於保存數據的res變量是一個數組，因此可以利用循環來讀取res中的數據元素：
{
const result::tuple row = res[rownr];
for (int colnr=0; colnr < row.size(); ++colnr)
{
const result::field = row[colnr];
cout << field.c_str() << \t;
}
cout << endl;
}
要記得在寫代碼的時候加上using namespace std;，如果不加的話在編譯時會在使用cout與endl的行顯示警告。
libpqxx在字符串轉換方面提供大量函數，最有意思的函數爲from_string與to_string，第一個函數只有一個字符串參數和一個 T& obj參數，T表示已存在的內置類型，第二個函數只有一個T& obj變量，函數將其轉換爲字符串。更多詳細內容可以閱讀相關文檔。
連接，查詢與事務處理
本節的其餘部分代碼，讀者最好使用using namespace pqxx;，因爲可以在寫代碼時免去寫一些數據類型，省去一些不必要的麻煩，如可以不必寫pqxx::...。現在連接一個數據庫，執行一次事務處理，之後進行一次查詢，讀者會看到代碼與前文的C代碼不太一樣。
可以使用只包含一個參數的結構，如定義了連接選項(數據庫名、用戶名等)的字符串。由於默認用戶名爲postgres，因此本例代碼沒有包含用戶名：
現在已經打開了一個連接，執行沒有出錯。不過到目前爲止還不能進行查詢，還需要使用transactor來打開一個事務處理，這樣可以在連接突然斷開時省去一些麻煩與時間。transactor是一個functor，如果在創建連接時需要知道連接的狀態，則該運算符非常有效，而不能僅僅使用簡單的函數或函數指針。
functor是一個函數對象，可以將其看成一個狀態查詢函數。例如在C++中操作符“()”可以被重載，因此可以將任意數量的數據元素放到括號中。也許有讀者會認爲functor是定義操作符()的類，如果想要設計一個函數使兩個給定的作爲參數的值相加，則必須要對這些值進行硬編碼。functor考慮到硬編碼的限制，允許用戶使用一個結構體，並將一個新對象“覆蓋”要相加的第一個值，給開發者更多的靈活性。
下面看如何使用transactor：
// 假設已經打開一個連接
{
public:
void operator () (transaction<> & t)
{
t.exec ("INSERT INTO mytable VALUES(val1,val2)");
}
void on_abort (const string & msg)
{
cout << "Transaction failed with message: " << msg << endl;
}
};
//在 main()函數中
確保已經安裝了PHP及其PostgreSQL模塊，在Debian系統上該模塊名爲php5-pgsql，CentOS系統上該模塊名爲php-pgsql。如果是從源碼編譯，則編譯時要帶上--with-pgsql=[DIR]配置選項，DIR爲postgres存放的位置。可以在php頁面上使用phpinfo()函數檢查是否已經打開PostgreSQL支持，以及什麼選項具有什麼值。注意下面的例子運行在PHP5環境下，不一定使用舊版本。
與使用C/C++相比，使用PHP打開一個與數據庫的連接、查詢數據並打印結果更簡單容易：
$dbconn = pg_connect("host=192.168.0.101 dbname=testdb1 user=postgres password=xxx")
or die('Could not connect: ' . pg_last_error());
$query = 'SELECT * FROM mytable';
$result = pg_query($query) or die('Query failed: ' . pg_last_error());
echo "
\n";
while ($line = pg_fetch_array($result, null, PGSQL_ASSOC)) {
echo "\t
\n";
foreach ($line as $col_value) {
echo "\t\t
$col_value \n";
}
echo "\t \n";
}
echo "
\n";
//I printed the result in a nice table; thanks to the PHP manual
pg_free_result($result);
pg_close($dbconn);
?>
如讀者所見，連接、查詢及使用結果都很簡單，不過需要注意的是，當交互地使用用戶名/密碼信息時，可能會產生SQL注入攻擊來惡意訪問數據庫，因此務必要特別注意可能引起的相關安全問題。
使用數組時，可以先按如下方式使用pg_fetch_array()：
$arr = pg_fetch_array($result);
echo $arr[0];