西电编译原理上机报告.docx

1、西电编译原理上机报告编译原理上机报告DBMS的设计与实现学号： 姓名： 手机： 邮箱： 完成时间：2013 年 6月21日1. 项目概况1.1 基本目标设计并实现一个DBMS原型系统，可以接受基本的SQL语句，对其进行词法分析、语法分析，然后解释执行SQL语句，完成对数据库文件的相应操作，实现DBMS的基本功能。1.2 完成情况1.CREATE DATABASE 创建数据库2.SHOW DATABASES 显示数据库名3.DROP DATABASE 删除数据库4.USE DATABASE 选择数据库5.CREATE TABLE 创建表6.SHOW TABLES 显示表名7.DROP TABLE

2、 删除表8.INSERT 插入元组9.SELECT 查询元组10.DELETE 删除元组11.UPDATE 更新元组12.EXIT 退出系统2. 项目实现方案2.1 逻辑结构与物理结构1.逻辑结构(1)系统数据库1)元数据的逻辑结构在我设计的系统数据库中，虽然建有元数据的文件，但是文件中没有任何数据，所以元数据的逻辑结构不存在。2)基本数据的逻辑结构表1 系统数据库的基本数据的逻辑结构 列名说明类型name数据库的名称char(20)dbfile数据库的元数据文件名称char(40)datfile数据库的基本数据文件名称char(40)(2)用户数据库1)元数据的逻辑结构由于在我的设计中，为数

3、据库中每个表创建一个基本数据文件，所以不需要ppt中的“起始页”，添加了一个“表中列的数目”的列，如下表所示：表2 用户数据库的元数据的逻辑结构列名说明类型tname表的名称char(20)col_count表中列的数目int(4)tname表的名称，与前面的一样char(20)col_num列号int(4)col_name列名char(10)col_type列的类型int(4)offset偏移int(4)width宽度int(4)说明：表中col_type列，取值为整数，1表示字符串，2表示整型2)基本数据的逻辑结构与ppt中的参考方案不同的是，对于数据库中的每一个表，我并不是把每个表的基本

4、数据均存放在一个与数据库同名的基本数据文件中，而是为每个表创建一个与表同名的基本数据文件。因此，基本数据的逻辑结构与每个表的结构有关。当然，虽然为每个表创建一个与表同名的基本数据文件，但是为了与系统数据库的基本数据相匹配，仍然创建了一个与数据库同名的基本数据文件，只是文件为空，没有逻辑结构。2.物理结构所有的数据库文件均存放在名为“mydb”的根文件夹下。在根文件夹下，创建元数据文件sys.db，创建基本数据文件sys.dat。当创建一个数据库(如xjgl)时，在根文件夹下创建一个与数据库同名的文件夹(xjgl)，在此文件夹下，创建与数据库同名的元数据文件(如xjgl.db)，创建与数据库同名

5、的基本数据文件(如xjgl.dat)。当创建一个表(如student)时，在表所属的数据库的文件夹下，创建表的基本数据文件(student.dat)。 (1)系统数据库1)元数据的物理结构在我设计的数据库中，仅仅是在“mydb”根文件夹下创建了一个sys.db文件，但是文件中没有任何数据。2)基本数据的物理结构在“mydb”根文件夹下创建了一个sys.dat文件，文件中数据的保存实例如下表：表3 系统数据库的基本数据的物理结构namedbfiledatfilexjglxjgl.dbxjgl.dat(2)用户数据库1)元数据的物理结构在每个数据库(如xjgl)的同名文件夹下，创建与数据库同名的元

6、数据文件(如xjgl.db)，文件中数据的保存实例如下表：表4 用户数据库的元数据的物理结构student3student0sname1020student1sage2204student2ssex2244course2course0cname1020course1cid2204cs2cs0sname1020cs1cid22042)基本数据的物理结构在每个数据库(如xjgl)的同名文件夹下，创建与数据库同名的基本数据文件(如xjgl.dat)，但是文件中不存放任何表的基本数据。每个表的基本数据均存放在与表同名的基本数据文件中。如student表中的基本数据存放在student.dat文件中，c

7、ourse表中的基本数据存放在course.dat文件中，sc表中的基本数据存放在sc.dat文件中，文件中数据的保存实例如下两表：表5 用户数据库的student表的基本数据的物理结构snamesagessexzhangsan221lisi230wangwu210zhouliu221xiaobai230xiaohei190 表6 用户数据库的course表的基本数据的物理结构cnameciddb1complier2c3 3.优缺点(1)优点：一个表对应一个基本数据文件，对表的操作容易理解，文件指针移动不易出错。(2)缺点：存在空的文件，浪费存储空间。2.2 语法结构与数据结构1.CREATE

8、 DATABASE语句(1)产生式语法结构：create_database : CREATE DATABASE database ; ;非终结符create_database的属性使用如右结构说明：char *yych;非终结符database的属性：database : ID (字符串)(2)以实例说明该数据结构：CREATE DATABASE XJGL ;对应的数据结构如下图所示：图1 数据结构图2.SHOW DATABASES语句(1)产生式语法结构：show_databases : SHOW DATABASES ; ;非终结符show_databases无属性(2)以实例说明该数据结构

9、：SHOW DATABASES ;无数据结构3.DROP DATABASE语句(1)产生式语法结构：drop_database : DROP DATABASE database ; ;非终结符drop_database的属性使用如右结构说明：char *yych;非终结符database的属性：database : ID (字符串)(2)以实例说明该数据结构：DROP DATABASE XJGL ;对应的数据结构如下图所示：图2 数据结构图4.USE DATABASE语句(1)产生式语法结构：use_database : USE database ; ;非终结符use_database的属性使

10、用如右结构说明：char *yych;非终结符database的属性：database : ID (字符串)(2)以实例说明该数据结构：USE XJGL ;对应的数据结构如下图所示：图3 数据结构图5.CREATE TABLE语句(1)产生式语法结构：createsql : CREATE TABLE table ( fieldsdefinition ) ; ;table : ID ;fieldsdefinition : field_type | fieldsdefinition , field_type ;field_type : field type ;field : ID ;type :

11、CHAR ( NUMBER ) | INT ;非终结符createsql的属性使用如下结构说明：struct Createstruct /create语法树根节点 char *table; struct Createfieldsdef *fdef; ;非终结符fieldsdefinition与field_type的属性使用如下结构说明：struct Createfieldsdef / create语句中的字段定义 char *field; int type; int length; struct Createfieldsdef *next_fdef; ;非终结符type的属性使用如下结构说明：

12、struct Type_def /create语句中的字段的类型定义 int type; int length;(2)以实例说明该数据结构：CREATE TABLE Student (Sname CHAR(20), Sage INT, Ssex INT );对应的数据结构如下图所示：图4 数据结构图6.SHOW TABLES语句(1)产生式语法结构：show_tables : SHOW TABLES ; ;非终结符show_tables无属性(2)以实例说明该数据结构：SHOW TABLES ;无数据结构7.DROP TABLE语句(1)产生式语法结构：drop_table : DROP TA

13、BLE table ; ;非终结符drop_table的属性使用如右结构说明：char *yych;非终结符table的属性：table : ID (字符串)(2)以实例说明该数据结构：DROP table course;对应的数据结构如下图所示：图5 数据结构图8.INSERT语句(1)产生式语法结构：insertsql : INSERT INTO table VALUES ( insert_values ) ; | INSERT INTO table ( insert_fields ) VALUES ( insert_values ) ; ;insert_fields : insert_f

14、ield | insert_fields , insert_field ;insert_field : ID ;insert_values : insert_value | | insert_values , insert_value ;insert_value : ID | NUMBER ;非终结符insertsql的属性使用如下结构说明：struct Insertstruct /insert语法树根节点 char *table; struct Insertedfields *insert_fields; struct Insertedvalues *insert_values;非终结符in

15、sert_fields与insert_field的属性使用如下结构说明：struct Insertedfields /insert语句中插入的列的定义 char *field; struct Insertedfields *next_field;非终结符insert_values与insert_value的属性使用如下结构说明： struct Insertedvalues /insert语句中插入的值的定义 int type; char *value; struct Insertedvalues *next_value; ;(2)以实例说明该数据结构：INSERT INTO Student(S

16、name,Sage,Ssex) VALUES(“zhangsan”,22,1) ;对应的数据结构如下图所示：图6 数据结构图9.SELECT语句(1)产生式语法结构：selectsql : SELECT fields_star FROM tables ; | SELECT fields_star FROM tables WHERE conditions ; ;fields_star : table_fields | * ;table_fields : table_field | table_fields , table_field ;table_field : field | table .

17、field ;tables : tables , table | table ;conditions : condition | ( conditions ) | conditions AND conditions | conditions OR conditions ;condition : comp_left comp_op comp_right ;comp_left : table_field | NUMBER | ID ;comp_right: table_field | NUMBER | ID ;comp_op : | = | ! = ;非终结符selectsql的属性使用如下结构说

18、明：struct Selectstruct /select语法树根节点 struct Selectedfields *sf; struct Selectedtables *st; struct Conditions *cons; ;非终结符fields_star、table_fields与table_field的属性使用如下结构说明：struct Selectedfields /select语句中查询的列的定义 char *table; char *field; struct Selectedfields *next_sf;非终结符tables的属性使用如下结构说明：struct Select

19、edtables / select语句中查询的表的定义 char *table; struct Selectedtables *next_st; ;非终结符condition、conditions、comp_left、comp_right、comp_op的属性使用如下结构说明：struct Conditions /select语句中查询的条件的定义 struct Conditions *left; struct Conditions *right; char comp_op; int type; char *value; char *table; ;(2)以实例说明该数据结构：SELECT S

20、name,Sage FROM Student WHERE (Sage21) AND (Ssex=0);对应的数据结构如下图所示：图7 数据结构图10. DELETE语句(1)产生式语法结构：deletesql : DELETE FROM table ; | DELETE FROM table WHERE conditions ; ;非终结符deletesql的属性使用如下结构说明：struct Deletestruct /delete语法树根节点 char *table; struct Conditions *cons;(2)以实例说明该数据结构：DELET FROM Student WHER

21、E Sage”,判断条件的左部值是否大于条件的右部值，若是则返回1；否则返回0。同理，可以处理操作符分别为“”、“=”、“！”时的情况。(4) 判断条件中的操作符，若操作符为“a” 以条件左部为参数，递归调用得到左部的返回值，若左部返回值为0，则返回0；若左部返回值为1，以条件右部为参数，递归调用得到右部的返回值。若右部返回值为0，则返回0；若右部返回时为1，则返回1。同理，可以处理操作符为“o”时的情况。(5)若条件的类型是字段，根据表中各个字段的长度偏移，找到该字段在一个元组中的相对位置，接着判断它是上一层条件的左部还是右部。若是左部，则将该字段在元组中的值赋值给左部值变量；若是右部，则将

22、该字段在元组中的值赋值给右部值变量。若条件的类型是字符串或整型，判断它是上一层条件的左部还是右部。若是左部，则将结点p中传来的值赋值给左部值变量；若是右部，则将结点p中传来的值赋值给右部值变量。判断结束，返回2。函数名称：judge_set(struct Updatedfields *p)函数说明：当更新一个表的数据时，判断语句中set部分是否正确，即检查set部分中的字段是否存在，以及字段的类型与更新的值的类型是否一致。输入参数：struct Updatedfields *p，更新字段结点输出参数：1表示正确，0表示错误执行流程：(1)当set结点不为空时，转(2),否则，返回1。(2)检查

23、表中时候存在该字段以及字段的类型与更新的值的类型是否一致，若是，则p转向下一个更新字段结点，转(1);否则，返回0。 函数名称：update_data(struct Updatedfields *p)函数说明：更新数据，当表中的一个元组标记为可更新时，更新元组，然后将改变的元组写进一个新的文件；否则，直接将原来的元组写进此新的文件。输入参数：struct Updatedfields *p，更新字段结点输出参数：无返回值执行流程：(1)判断元组是否标记为可更新，若是，则转(2)；否则，转(3)。(2)根据结点p，在元组中将set部分中需要更新的字段进行更新。所有字段更新完成，转(3)。(3)将元组写入一个新的文件。函数名称：judge_sf(struct Selectedfields *p)函数说明：当进行查询时，判断选择的属性列是否正确(在表中是否存在，多表查询不带表的名称时是否唯一)。输入参数：struct Selectedfields *p，查询的属性列结点输出参数：1表示选择属性列正确，0表示选择属性列错误执行流程：(1)判断选择属性列的结点内容是否为空，若为空(表示选择的属性列为“*”)，返回1；否则，转(2)。(2)判断选择属性列的结点p是否为空，若为空，转(4);否则，转(3)。(3)判断当前属性列是