C#利用System.Data.SQLite实现对SQLite的操作

SQLite介绍

SQLite是一个类似于Access的单机版数据库管理系统，它将所有数据库的定义（包括定义、表、索引和数据本身）都保存在一个单一的文件中。并且，SQLite是一个用C实现的类库，它在内存消耗、文件体积、简单性方面都有不错的表现，如果数据在10W条以下，查询速度也是相当快的。
SQLite具有以下特征：
实现多数SQL92的标准，包括事务（原子性、一致性、隔离性和持久性）、触发器和大多数的复杂查询。
不对插入或者更新的数据进行类型检查，你可以将字符串插入到整数列中（这个可能让有些用户不太适应）。
支持Windows/Linux/Unix等主流系统，还支持嵌入式系统如Android或Windows Mobile。

System.Data.SQLite的前期准备

1、System.Data.SQLite 库下载，用于C#操作SQLite的dll文件。下载地址：http://system.data.sqlite.org/index.html/doc/trunk/www/downloads.wiki
2、SQLite可视化工具下载，用于查看SQLite库数据表数据。下载地址：http://www.sqliteexpert.com/download.html

System.Data.SQLite通用类

可以分为以下几种情况：
1、创建数据库文件；
2、返回DataTable；
3、返回DataReader；
4、执行增删改，返回受影响的行数；
5、执行查询，返回第一行第一列（通常用于带有行函数的查询，如SUM/AVG/COUNT等）；
6、返回库中所有的表；
因为在System.Data.SQLite中不存在存储过程，所以所有的操作都是基于文本的SQL语句，为了避免SQL注入，所以使用了参数化的SQL语句。

一、创建、删除SQLite数据库文件

为了增加格式的规范性，在项目的App.config文件的配置文本中添加数据库文件路径。
如下connectionStrings标签：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <startup> 
        <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5" />
    </startup>
  <connectionStrings>
    <add name="itcastCater" connectionString="data source=C:\Users\**\**\itcastCater.db;version=3;"/>
  </connectionStrings>
</configuration>

运行方法 SQLiteConnection.open 就会创建个空的指定名字的数据库文件。

using System.Data.SQLite;
using System.Configuration;

 //从app.config配置文本中读取连接字符串,获取数据库文件的绝对路径“Data Sounce”
    private static string connStr = ConfigurationManager.ConnectionStrings["itcastCater"].ConnectionString;
    
static void Create()
{
    SQLiteConnection cn = new SQLiteConnection(connStr);
    //按照路径创建数据库文件
    cn.Open();
    cn.Close();
}
 

由于数据库是文件类型的，直接用System.IO.File.Delete(string path) 方法来删除文件。

//删除数据库
static void Delete()
{
    if (System.IO.File.Exists(connStr))
    {
        System.IO.File.Delete(connStr);
    }
}

二、创建、删除数据库表

创建表格要用到 SQL 命令。
建立一个表的顺序如下步骤（也可以用可视化工具 SQLiteExpert 来创建）：
1、建立数据库连接；
2、打开数据库（如果没有数据库，Open 也会新创建一个数据库）；
3、声明一个 SQLiteCommand 类，主要用来放置和运行 SQL 命令的；
4、把 SQLiteCommand 的 Connection 和 SQLiteConnection 联系起来；
5、往 SQLiteCommand 的 CommandText 输入 SQL 语句 CREATE TABLE 语句；
6、调用 SQLiteCommand.ExcuteNonQuery() 方法运行。

//创建数据库表
static void CreateTable()
{
    SQLiteConnection cn = new SQLiteConnection(connStr);//建立数据库连接
    if (cn.State!= System.Data.ConnectionState.Open)
    {
        cn.Open();//打开数据库
        SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand();
        cmd.Connection = cn;//把 SQLiteCommand的 Connection和SQLiteConnection 联系起来
        cmd.CommandText = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS t1(id varchar(4),score int)";//输入SQL语句
        cmd.ExecuteNonQuery();//调用此方法运行
    }
    cn.Close();
}

上面的SQL语句中存在一句“IF NOT EXISTS”，最好加上此句，如果不加此句且原数据库文件要是存在同名要创建的表，会出现报错。SQL语句大小写并没有规定，一般为了规范用大写。

删除表和建立表的步骤一样，只是把 SQL 语句改了而已：

//删除数据库表
static void DeleteTable()
{
    SQLiteConnection cn = new SQLiteConnection(connStr);
    if (cn.State != System.Data.ConnectionState.Open)
    {
        cn.Open();
        SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand();
        cmd.Connection = cn;
        cmd.CommandText = "DROP TABLE IF EXISTS t1";
        cmd.ExecuteNonQuery();
    }
    cn.Close();
}

更改表名
用 SQL 语句 ALTER TABLE 把 t1 表名改成 t3

//在与数据库文件连接成功后
cmd.CommandText = "ALTER TABLE t1 RENAME TO t3";
cmd.ExecuteNonQuery();

三、查询表结构

查询表的结构需要用到SQLite特殊的PRAGMA命令
以下为SQliteDataReader读出来的数据顺序列表：

下标	名称	描述
0	cid	序号
1	name	名字
2	type	数据类型
3	notnull	能否null值，0不能，1能
4	dflt_value	缺省值
5	pk	是否主键primary key,0否，1是

代码如下：

//连接到数据库文件，使用PRAGMA命令准备
SQLiteConnection cn = new SQLiteConnection(connStr);
cn.Open();
SQLiteCommand cmd = cn.CreateCommand();
cmd.CommandText= "PRAGMA table_info('t1')";

//方法一：用DataAdapter和DataTable类，调用方法为using System.Data
SQLiteDataAdapter adapter = new SQLiteDataAdapter(cmd);
DataTable table = new DataTable();
adapter.Fill(table);
foreach(DataRow r in table.Rows)
{
    Console.WriteLine($"{r["cid"]},{r["name"]},{r["type"]},{r["notnull"]},{r["dflt_value"]},{r["pk"]} ");
}
Console.WriteLine();

//方法二：用DataReader，这个效率高些
SQLiteDataReader reader = cmd.ExecuteReader();
while (reader.Read())
{
    for(int i = 0; i < reader.FieldCount; i++)
    {
        Console.Write($"{reader[i]},");
    }
    Console.WriteLine();
}
reader.Close();

如果不止一个表，要遍历所有表的结构如下，就要用到 SQLite 中的特殊表 sqlite_master
当 type = table 时，name 和 tbl_name 是一样的，其他比如 type =index 、view 之类时，tbl_name 才是表名。

//遍历查询表结构
static void QueryAllTableInfo()
{
    SQLiteConnection cn = new SQLiteConnection(connStr);
    if (cn.State != System.Data.ConnectionState.Open)
    {
        cn.Open();
        SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand();
        cmd.Connection = cn;
        cmd.CommandText = "SELECT name FROM sqlite_master WHERE TYPE='table' ";
        SQLiteDataReader sr = cmd.ExecuteReader();
        List<string> tables = new List<string>();
        while (sr.Read())
        {
            tables.Add(sr.GetString(0));
        }
        //datareader 必须要先关闭，否则 commandText 不能赋值
        sr.Close();
        foreach (var a in tables)
        {
            cmd.CommandText = $"PRAGMA TABLE_INFO({a})";
            sr = cmd.ExecuteReader();
            while (sr.Read())
            {
                Console.WriteLine($"{sr[0]} {sr[1]} {sr[2]} {sr[3]}");
            }
            sr.Close();
        }
    }
    cn.Close();
}

四、对数据库表下的列操作

增添列（字段）
用 SQL 命令 ALTER TABLE ，下例中为 t1 表添加一个名为 age，数据类型为 int 的新列：

cmd.CommandText = "ALTER TABLE t1 ADD COLUMN age int";
cmd.ExecuteNonQuery();

读取创建表的 SQL 语句
读取创建表时的 SQL 语句，在 SqliteExpert 中的 DDL 可以查看到。读取这个是为下面增添删除列做准备。

cmd.CommandText = "SELECT sql FROM sqlite_master WHERE TYPE='table'";
SQLiteDataReader sr = cmd.ExecuteReader();
while (sr.Read())
{
    Console.WriteLine(sr[0].ToString());
}
sr.Close();

更改列名
SQLite 中并没有提供直接更改列名与删除列的命令，有两种方式，
第一种是：
1、把目标表改名；
2、创建一个带有新列名的新表；
3、把旧表数据拷贝至新表（记得要 Connection.BeginTransaction())。

第二种是：
更改 sqlite_master 里面的 schema，很容易损坏数据库。
依据是 SQLite 每次连接时，其实都是依据 schema 里面的每个表创建时的 CREATE TABLE 语句来动态建立 column 的信息的，只要 column 的数据类型和位置不变，更改 CREATE TABLE 语句就能更改 column 的信息。
此为以下两种方法：

方式一：

//更改列名1
//把旧表更名，建个带新列名的新表，拷贝数据
//params string[] 中：connStr 数据库名，1 表名，2 旧列名 3 新列名
static void RenameColumn1(params string[] str)
{
    SQLiteConnection cn = new SQLiteConnection(connStr);
    cn.Open();
    SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand();
    cmd.Connection = cn;
    
    //取得str[1]表名的表的建表SQL语句 
    cmd.CommandText = "SELECT name,sql FROM sqlite_master WHERE TYPE='table' ORDER BY name";
    SQLiteDataReader sr = cmd.ExecuteReader();

    string _sql = ""; 
    while (sr.Read())
    {
        if (string.Compare(sr.GetString(connStr), str[1], true) == 0)
        {
            _sql = sr.GetString(1);
            break;
        }
    }
    sr.Close();

    //更改旧表名为 带 _old 
    string _old = str[1] + "_old";
    cmd.CommandText = $"ALTER TABLE {str[1]} RENAME TO {_old}";
    cmd.ExecuteNonQuery();

    //建立新表，假设输入的旧列名和表中的列名大小写等完全一致，不写能容错的了
    _sql = _sql.Replace(str[2],str[3]);
    cmd.CommandText = _sql;
    cmd.ExecuteNonQuery();

    //拷贝数据
    using (SQLiteTransaction tr = cn.BeginTransaction())
    {
        cmd.CommandText = $"INSERT INTO {str[1]} SELECT * FROM {_old}";
        cmd.ExecuteNonQuery();
        cmd.CommandText = $"DROP TABLE {_old}";
        cmd.ExecuteNonQuery();
        tr.Commit();
    }
    cn.Close();
}

方式二：

//更改列名2,改写schema里建表时的sql语句
//原理：sqlite 每次打开的时候，都是依据建表时的sql语句来动态建立column的信息的
static void RenameColumn2(params string[] str)
{
    SQLiteConnection cn = new SQLiteConnection(connStr);
    cn.Open();
    SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand();
    cmd.Connection = cn;

    //取得str[1]表名的表的建表SQL语句 
    cmd.CommandText = $"SELECT sql FROM sqlite_master WHERE TYPE='table' AND name='{str[1]}'";
    SQLiteDataReader sr = cmd.ExecuteReader();
    sr.Read();
    string _sql = sr.GetString(connStr);
    sr.Close();
    //注意单引号 '
    _sql =$"UPDATE sqlite_master SET sql='{_sql.Replace(str[2],str[3])}' WHERE name= '{str[1]}' ";

    //设置 writable_schema 为 true，准备改写schema 
    cmd.CommandText = "pragma writable_schema=1";
    cmd.ExecuteNonQuery();
    cmd.CommandText = _sql;
    cmd.ExecuteNonQuery();
    //设置 writable_schema 为 false。
    cmd.CommandText = "pragma writable_schema=0";
    cmd.ExecuteNonQuery();

    cn.Close();
}

删除列
SQLite 也没有提供删除列的命令。和上面一样，也是两种方式。
其一，把目标表改名，建立没有要删除列（字段）的新表，然后把旧表的数据拷贝至新表。
其二，直接修改 schema 中建表的 SQL 语句。
其中最主要的是要把建表的列的所有信息都保存下来，比如索引、缺省值之类的。
示例使用第二种方式：

//删除列2，string[] ,connStr 数据库路径，1 表名，2 要删除的列名
static void DeleteColumn2(params string[] str)
{
    SQLiteConnection cn = new SQLiteConnection(connStr);
    cn.Open();
    SQLiteCommand cmd = new SQLiteCommand();
    cmd.Connection = cn;
    //取得str[1]表名的表的建表SQL语句 
    cmd.CommandText = $"SELECT sql FROM sqlite_master WHERE TYPE='table' AND name='{str[1]}'";
    SQLiteDataReader sr = cmd.ExecuteReader();
    sr.Read();
    string _sql = sr.GetString(connStr);
    sr.Close();

    //取得列的定义
    //C#7.0的新特征，Tuple<>的语法糖，需要 NuGet install-package system.valuetuple
    List<(string name, string define)> list = GetColumnDefine(_sql);
    //取得要删除列的序号
    int _index = list.IndexOf(list.Where(x => x.name == str[2]).First());
    //建立新的sql语句
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    sb.Append($"CREATE TABLE {str[1]}(");
    for (int i = 0; i < list.Count; i++)
    {
        if (i != _index)//除了要删除的列，其他列复制出来。
        {
            sb.Append($"{list[i].define},");
        }
    }
    sb.Remove(sb.Length - 1, 1);
    sb.Append(")");
    //改写schema
    _sql = $"UPDATE sqlite_master SET sql='{sb.ToString()}' WHERE name='{str[1]}'";
    //设置 writable_schema 为 true，准备改写schema 
    cmd.CommandText = "pragma writable_schema=1";
    cmd.ExecuteNonQuery();
    cmd.CommandText = _sql;
    cmd.ExecuteNonQuery();
    //设置 writable_schema 为 false。
    cmd.CommandText = "pragma writable_schema=0";
    cmd.ExecuteNonQuery();

    cn.Close();
}

取得列的定义

//取得列的定义
static List<(string, string)> GetColumnDefine(string SqlStr)
{
    int n = 0;
    int _start = 0;
    string _columnStr = "";
    for (int i = 0; i < SqlStr.Length; i++)
    {
        if (SqlStr[i] == '(')
        {
            if (n++ == 0) { _start = i; }
        }
        else
        {
            if (SqlStr[i] == ')')
            {
                if (--n == 0)
                {
                    _columnStr = SqlStr.Substring(_start + 1, i - _start - 1);
                    break;
                }
            }

        }
    }
    string[] ss = _columnStr.Split(new char[] { ',' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
    //C#7.0的新特征，Tuple<>的语法糖，需要 NuGet install-package system.valuetuple
    List<(string name, string define)> reslut = new List<(string name, string define)>();
    foreach (var a in ss)
    {
        string s = a.Trim();
        n = 0;
        for (int i = 0; i < s.Length; i++)
        {
            if (s[i] == ' ')
            {
                reslut.Add((s.Substring(0, i), s));
                break;
            }
        }
    }
    return reslut;
}

五、增删改查数据

插入数据

插入数据主要是用 SQL 语句 INSERT INTO
示例1（简单插入）：

cmd.CommandText = "INSERT INTO t1 VALUES('99999',11)";
cmd.ExecuteNonQuery();

示例2（变量插入，要引用 System.Data）：

using System.Data;

string s = "123456";
int n = 10;
cmd.CommandText = "INSERT INTO t1(id,age) VALUES(@id,@age)";
cmd.Parameters.Add("id", DbType.String).Value = s;
cmd.Parameters.Add("age", DbType.Int32).Value = n;
cmd.ExecuteNonQuery();

替换数据

SQL 命令 REPLACE INTO。
下面示例中， t1 表中 id 为主键，相同主键值的就 UPDATE，否则就 INSERT

string s = "123456";
int n = 30;
cmd.CommandText = "REPLACE INTO t1(id,age) VALUES(@id,@age)";
cmd.Parameters.Add("id", DbType.String).Value = s;
cmd.Parameters.Add("age", DbType.Int32).Value = n;
cmd.ExecuteNonQuery();

更新数据

SQL 命令 UPDATE tablename SET column1=value,column2=value… WHERE 条件

string s = "333444";
int n = 30;
cmd.CommandText = "UPDATE t1 SET id=@id,age=@age WHERE id='0123456789'";
cmd.Parameters.Add("id", DbType.String).Value = s;
cmd.Parameters.Add("age", DbType.Int32).Value = n;
cmd.ExecuteNonQuery();

删除数据

SQL 命令：DELETE FROM tablename WHERE 条件

cmd.CommandText = "DELETE FROM t1 WHERE id='99999'";
cmd.ExecuteNonQuery();

查询数据

SQL 命令：SELETE 语句，具体的请参考 SQL 教程。

//查询第1条记录，这个并不保险,rowid 并不是连续的，只是和当时插入有关
cmd.CommandText = "SELECT * FROM t1 WHERE rowid=1";
SQLiteDataReader sr = cmd.ExecuteReader();
while (sr.Read())
{
    Console.WriteLine($"{sr.GetString(0)} {sr.GetInt32(1).ToString()}");
}
sr.Close();
//运行以下的就能知道 rowid 并不能代表 行数
cmd.CommandText = "SELECT rowid FROM t1 ";
sr = cmd.ExecuteReader();
while (sr.Read())
{
    Console.WriteLine($"{sr.GetString(0)} {sr.GetInt32(1).ToString()}");
}
sr.Close();

获取查询数据的行数（多少条记录）
从上面示例中我们得知，rowid 并不是正确的行数（记录数），而是 INSERT 的时候的B-Tree 的相关数。
如要知道表中的行数（记录数），要如下：

cmd.CommandText = "SELECT count(*) FROM t1";
sr = cmd.ExecuteReader();
sr.Read();
Console.WriteLine(sr.GetInt32(0).ToString());
sr.Close();