《OpenGL ES 3.x游戏开发(上卷)》一2.3 手机自带数据库——SQLite

本节书摘来异步社区《OpenGL ES 3.x游戏开发(上卷)》一书中的第2章,第2.3节,作者: 吴亚峰 责编: 张涛,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

2.3 手机自带数据库——SQLite

上一节介绍了如何使用Preferences存储简单数据,而复杂的数据就需要存储到文件或数据库中了。Android自带了一款轻量级的关系数据库——SQLite,其具有体积小,功能强大等特点,成为嵌入式设备首选的数据库系统。本节将带领读者走进SQLite的世界,学习如何应用SQLite数据库进行数据的增、删、改、查等基本操作。

2.3.1 初识SQLite

SQLite是一款满足ACID特性的具有完备功能的关系数据库系统,由于其设计目标为轻量级、开源、支持嵌入式使用,因此,目前已经在嵌入式设备领域被广泛采用。其运行需要的系统资源非常少,在嵌入式设备中可能只需要几百KB的内存就够了。

SQLite对主流编程语言的支持也非常全面,如C#、PHP、Java等,同时还支持ODBC接口。另外,SQLite的性能也是一流的,在一般应用情况下,其处理速度比MySQL、PostgreSQL这两款著名的开源数据库管理系统都快。

提示

SQLite的最新版本为3.8.11.1,发布时间是2015年7月29日。其官方网站为:http://www.sqlite. org或者http://www.sqlite .com .cn,读者可以在该网站上获取SQLite的源代码和相关文档。

虽然SQLite占用的资源非常少,但是其功能、特性与服务器级数据库相比却丝毫不差,这也是SQLite能够受到Android系统青睐的主要原因,其部分特性如下所列。

  • 最大可以支持2TB的数据库文件。
  • 占用资源少,一般占用250KB左右。
  • API非常简单,易于使用。
  • 没有任何额外的依赖,是独立的。
  • 源代码完全开放,可以用于任何用途。
  • Android系统中很多的用户数据都存储在SQLite数据库中,如联系人信息、通话记录、短信等,由此可见SQLite对于Android的重要性。

提示

读者要想很好地使用SQLite数据库,必须熟练掌握SQL语言。这是由于SQL已经事实上成为关系数据库操作的标准语言,市面上的关系数据库几乎无一例外都支持SQL。因此,在数据库领域,有这样一句话“学好SQL,走遍天下都不怕”。

2.3.2 SQLite数据库的基本操作

一般学习数据库相关课程的时候,首先介绍的就是数据库的一些基本操作,如数据的增、删、改、查等。按照惯例,本书也首先简单介绍SQLite数据库的创建、关闭及数据的增加、删除、修改、查询等基本操作,具体如下所列。

提示

想在Android下通过Java编程对SQLite数据库进行操作,就必须要用到android.database.sqlite包下的SQLiteDatabase类,该类提供了对SQLite数据库进行基本操作的所有重要方法。

创建数据库。
创建数据库需要用到的是openDatabase方法,此方法签名为“public static SQLiteDatabase openDatabase (String path, SQLiteDatabase.CursorFactory factory, int flags)”。其中path为数据库所在的路径;factory为游标工厂;flags为标志,可以用来控制数据库的访问模式。

关闭数据库。
关闭数据库需要用到的是close方法,此方法签名为“public void close()”。在实际开发中数据库使用完毕后,一定不要忘记使用该方法关闭数据库,以防止资源的浪费。

插入数据。
插入数据可以使用insert方法,此方法签名为“public long insert (String table, String nullColumnHack, ContentValues values)”。其中table为待插入的表名,nullColumnHack通常设置为null,values为待插入的数据。

更新数据。
更新数据可以使用update方法,其签名为“public int update(String table, ContentValues values, String whereClause, String[] whereArgs)”。其中table为待更新的表名;values为待更新内容;whereClause为where子句的内容,用来进行记录筛选;whereArgs为where子句的参数。

删除数据。
删除数据可以使用delete方法,其签名为“public int delete (String table, String whereClause, String[] whereArgs)”。其中table为要操作的表名;whereClause为where子句的内容,用来进行记录筛选;whereArgs为where子句的参数。

查询数据。
查询数据可以使用query方法,其方法签名为“public Cursor query (String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy)”。其中table为要查询的表,columns为要查询的列,selection为过滤记录的子句,selectionArgs为过滤的参数值,groupBy为分组子句,having为过滤分组的子句,orderBy为记录排序子句。

提示

Android中被重载了的query方法有多个变体。这里由于篇幅所限,不再赘述,有需要的读者可以自行查阅API或其他相关资料。

执行非查询SQL。
对于不太熟悉SQL语言的初学者而言,插入、更新、删除数据可以用前面介绍的insert、update、delete方法。但对于熟练掌握SQL的开发人员而言,使用execSQL方法直接执行相应的SQL语句十分方便。

此方法签名为“public void execSQL (String sql)”或“public void execSQL (String sql, Object[] bindArgs)”。其中sql为需要执行的SQL语句,bindArgs为带参数SQL语句的参数值数组。

提示

需要注意的是,此方法仅支持执行非查询的SQL语句,如CREATE TABLE、 DELETE、 INSERT、UPDATE等,不能用于执行SELECT语句。

执行查询SQL。
对于熟练掌握SQL的开发人员而言,会觉得前面介绍的query方法使用过于繁琐。Android的设计人员也考虑到了这个问题,提供了支持执行SQL查询语句的rawQuery方法,其方法签名为“public Cursor rawQuery (String sql, String[] selectionArgs)”。其中sql为要执行的SQL查询语句(可以带参数),selectionArgs为查询参数的值。

提示

SQLiteDatabase类中用于数据库操作的方法还有很多,本书只是介绍了其中一些常用的,若读者有需要可以查阅API或其他相关资料进一步学习。

2.3.3 SQLite数据库的简单案例

上一小节介绍了SQLite数据库的基本操作方法,本小节将详细介绍一个使用SQLite数据库的简单案例,以使读者可以更加快速地掌握SQLite数据库的使用方法,从而在开发中进行合理地使用。本案例运行效果分别如图2-10、图2-11和图2-12所示。


《OpenGL ES 3.x游戏开发(上卷)》一2.3 手机自带数据库——SQLite
《OpenGL ES 3.x游戏开发(上卷)》一2.3 手机自带数据库——SQLite

介绍完本案例的运行效果后,接下来将开发本案例中唯一的一个类——Sample2_4_Activity,其代码如下。

1    package com.bn.pp4;
2    ……//此处省略了部分类的引入代码,读者可自行查看随书的源代码
3    public class Sample2_4_Activity extends Activity {
4        SQLiteDatabase sld; // 声明SQLiteDatabase引用
5        @Override
6        public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    // onCreate方法
7            super.onCreate(savedInstanceState);
8            setContentView(R.layout.main);                      //跳转到主界面
9            Button b = (Button) this.findViewById(R.id.Button01);        
                                             //获取打开/创建数据库按钮的引用
10            b.setOnClickListener(                 //为打开/创建按钮添加监听器
11            new OnClickListener() {
12                @Override
13                public void onClick(View v) {
14                    createOrOpenDatabase();     //调用方法打开或创建数据库
15            }});
16            b = (Button) this.findViewById(R.id.Button02);//获取关闭数据库按钮的引用
17            b.setOnClickListener(                 //为关闭按钮添加监听器
18            new OnClickListener() {
19                @Override
20                public void onClick(View v) {
21                    closeDatabase();             //调用方法关闭数据库
22            }});
23            b = (Button) this.findViewById(R.id.Button03);     //获取添加记录按钮的引用
24            b.setOnClickListener(                 //为添加按钮添加监听器
25            new OnClickListener() {
26                @Override
27                public void onClick(View v) {
28                    insert();                     //调用方法插入记录
29            }});
30            b = (Button) this.findViewById(R.id.Button04);    //获取删除记录按钮的引用
31            b.setOnClickListener(                 //为删除按钮添加监听器
32            new OnClickListener() {
33                @Override
34                public void onClick(View v) {
35                    delete();                     //调用方法删除记录
36            }});
37            b = (Button) this.findViewById(R.id.Button05);     //获取查询记录按钮的引用
38            b.setOnClickListener(                 //为查询按钮添加监听器
39            new OnClickListener() {
40                @Override
41                public void onClick(View v) {
42                    query();                     //调用方法查询记录
43        }});}
44        public void createOrOpenDatabase() {            //创建或打开数据库的方法
45            try {
46                sld = SQLiteDatabase.openDatabase(
47                        "/data/data/com.bn.pp4/mydb",         //数据库所在路径
48                        null,                 //游标工厂,默认为null
49                        SQLiteDatabase.OPEN_READWRITE |
50                        SQLiteDatabase.CREATE_IF_NECESSARY //模式为读写,若不存在则创建
51                );                            //生成创建数据库的SQL语句
52                String sql = "create table if not exists student" +
53                        "(sno char(5),stuname varchar(20)," +
54                        "sage integer,sclass char(5))";
55                sld.execSQL(sql);                 //执行SQL语句
56                Toast.makeText(getBaseContext(), "成功创建数据库。", 
57                        Toast.LENGTH_LONG).show();
58            } catch (Exception e) {
59                e.printStackTrace();    
60        }}
61        public void closeDatabase() {                //关闭数据库的方法
62            try {
63                sld.close();                     //关闭数据库
64                Toast.makeText(getBaseContext(), "成功关闭数据库。",
65                        Toast.LENGTH_LONG).show();
66            } catch (Exception e) {
67                e.printStackTrace();
68        }}
69        public void insert() {                    //插入记录的方法
70            try  {                            //生成插入记录的SQL语句
71                String sql = "insert into student values" +
72                        "('001','Android',22,'283')";
73                sld.execSQL(sql);                 //执行SQL语句
74                Toast.makeText(getBaseContext(), "成功插入一条记录。",
75                         Toast.LENGTH_LONG).show();
76            } catch (Exception e) {
77                e.printStackTrace();
78        }}
79        public void delete() {                    //删除记录的方法
80            try  {                            //生成删除所有记录的SQL语句
81                String sql = "delete from student;";
82                sld.execSQL(sql);                 //执行SQL语句
83                Toast.makeText(getBaseContext(), "成功删除所有记录。",
84                        Toast.LENGTH_LONG).show();
85            } catch (Exception e) {
86                e.printStackTrace();
87        }}
88        public void query(){                        //查询的方法
89            try {                                //生成查询记录的SQL语句
90                String sql = "select * from student where sage>?";
91                Cursor cur = sld.rawQuery(sql, new String[] { "20" });   
                                             //获取Cursor对象引用
92                while (cur.moveToNext()) {            //若存在记录
93                    String sno = cur.getString(0);        //获取第一列信息
94                    String sname = cur.getString(1);     //获取第二列信息
95                    int sage = cur.getInt(2);             //获取第三列信息
96                    String sclass = cur.getString(3);     //获取第四列信息
97                    Toast.makeText(
98                            getBaseContext(),
99                            "查询到的记录为:'" + sno + "'\t'" + sname 
100                            + "'\t\t'" + sage+ "'\t'" + sclass + "'", 
101                            Toast.LENGTH_LONG).show();
102                }
103                cur.close();                             //关闭Cursor
104            } catch (Exception e) {
105                e.printStackTrace();
106    }}}
  • 第9-43行为案例中的各个按钮添加监听器,监听器中调用对应的方法来实现数据库的打开/创建、关闭、插入、删除和查询等操作。
  • 第43-60行为创建及打开数据库的方法,方法中首先获取了SQLiteDatabase对象的引用,并为其指定数据库的存储路径和读写模式,然后用“create table”语句创建了一张名称为student的表。
  • 第69-78行为向数据库中插入一条记录的方法,插入的记录内容为“'001','Android',22,'283'”。
  • 第79-87行为删除数据库中所有记录的方法。
  • 第88-106行为从数据库中查找符合条件记录的方法,首先需要获取Cursor对象的引用,并为其添加查找范围(具体范围为年龄大于20)。若查到相应记录,则将该记录信息用Toast显示出来。

2.3.4 使用ContentProvider组件共享数据

前一小节介绍了SQLite数据库中的一些操作,但有时数据库中的信息不但创建其的应用程序要使用,还希望能够分享给其他应用程序使用。这时就需要使用ContentProvider组件了,ContentProvider组件的基本情况如下所列。

Android平台中每个应用程序都有自己的用户ID并在自己的进程中运行,每个进程拥有独立的运行环境,这样可以保证程序的完整性。但这也使得应用程序在需要进行资源共享和数据通信时很不方便。为了解决这一问题,Android提供了专门用来在应用程序之间分享数据的ContentProvider组件。
ContentProvider能将应用程序中特定的数据提供给其他应用程序使用,这些数据可以来自应用程序私有文件夹下的私有数据文件,也可以来自应用程序自己私有的SQLite数据库。当然,数据的来源还有很多其他选择,ContentProvider组件本身并没有做出限制,读者可以充分发挥想象的空间。
使用ContentProvider组件共享数据的基本方式是继承ContentProvider类并重写其中的相应方法,具体情况在后面的案例中进行介绍。
别的应用程序想分享数据时需要使用ContentResolver,通过ContentResolver对象将需要分享数据的请求发送给ContentProvider组件,而不能直接调用ContentProvider组件。
下面使用ContentProvider组件将上一小节的案例进行升级,使得此案例具有分享数据给其他应用程序的能力,其具体开发步骤如下。

(1)在案例Sample2_4的com/bn/pp4包下创建MyContentProvider类,该类继承自ContentProvider类,并要实现其中所有的抽象方法,具体代码如下。

1    package com.bn.pp4;
2    ……//此处省略了部分类的引入代码,读者可自行查看随书的源代码
3    public class MyContentProvider extends ContentProvider {  //继承ContentProvider
4        private static final UriMatcher um;                //声明Uri匹配引用
5        static {
6            um = new UriMatcher(UriMatcher.NO_MATCH);     //创建UriMatcher
7            um.addURI("com.bn.pp4.provider.student", "stu", 1); //设置匹配字符串
8        }
9        SQLiteDatabase sld;                             //声明SQLiteDatabase引用
10        @Override
11        public String getType(Uri uri) {
12            return null;
13        }
14        @Override    //调用数据库的query方法时会自动调用该方法
15        public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection,
16                String[] selectionArgs, String sortOrder) {
17            switch (um.match(uri)) {                //若匹配成功
18            case 1:                             //执行操作,获取Cursor对象引用
19                Cursor cur = sld.query("student", projection, selection,
20                        selectionArgs, null, null, sortOrder);
21                return cur;                     //返回Cursor对象引用
22            }
23            return null;
24        }
25        @Override
26        public int delete(Uri arg0, String arg1, String[] arg2) {    //空实现
27            return 0;
28        }
29        @Override
30        public Uri insert(Uri uri, ContentValues values) {            //空实现
31            return null;
32        }
33        @Override
34        public boolean onCreate() {                     //创建数据库时自动调用该方法
35            sld = SQLiteDatabase.openDatabase(
36                    "/data/data/com.bn.pp4/mydb",     //数据库所在路径
37                    null,                         //游标工厂,默认为null
38                    SQLiteDatabase.OPEN_READWRITE|
39                    SQLiteDatabase.CREATE_IF_NECESSARY //读写、若不存在则创建
40            );
41            return false;
42        }
43        @Override
44        public int update(Uri uri, ContentValues values, String selection,
45                String[] selectionArgs) {                //空实现
46            return 0;
47    }}
  • 第4-8行为声明Uri匹配对象,并且设置匹配字符串。此匹配字符串在需要得到分享数据的应用程序中提供给ContentResolver使用,以进行配对。
  • 第11-13行重写了getType方法,本案例中对getType方法没有要求,因此其返回空值。
  • 第15-24行重写了query方法,在匹配成功后,数据需求方通过ContentResolver调用此方法查询需要的数据。
  • 第26-32行重写了delete与insert方法,本案例中对这两个方法没有要求,因此都设置为返回空值。
  • 第34-42行重写了onCreate方法,其功能为首先获取SQLiteDatabase对象引用,然后创建或打开数据库,为信息的分享做好准备。
  • 第44-47行重写了update方法,本案例中对这个方法没有要求,因此设置为返回空值。
    (2)仅仅是完成上面的代码还是不够的,在Android程序开发中,有一个很重要的配置文件AndroidManifest.xml。要想使用ContentProvider组件,在完成代码的开发后,还必须在该配置文件中进行相应的配置,将如下代码插入到AndroidManifest.xml文件中的application标签中。
1    <provider
2         android:name="MyContentProvider"              <!--将调用的类名-->
3         android:authorities="com/bn/pp4.provider.student"    <!--要匹配的Uri字符串-->
4          android:exported="true"/>

2.3.5 使用ContentResolver获取分享数据

升级完了Sample2_4使其具有了数据分享能力之后,就可以在别的应用程序中通过ContentResolver匹配到Sample2_4案例中的ContentProvider组件获取分享的数据了。具体的开发步骤如下所列。

(1)创建项目Sample2_4_From,将项目的包名设定为com.bn.pp4f,并创建一个继承自Activity的类ContentConsumerActivity,其代码如下。

1    package com.bn.pp4f;                                        //包声明
2    import android.app.Activity;                                //相关类的引入
3    //……此处省略了部分相关类的引入代码,读者可自行查看随书的源代码
4    import android.widget.EditText;                                //相关类的引入
5    public class ContentConsumerActivity extends Activity {
6        ContentResolver cr;                // ContentResolver的引用
7        @Override                                            //重写方法的标志
8        public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
9            super.onCreate(savedInstanceState);            //继承父类的onCreate方法
10            setContentView(R.layout.main);                //跳转到主界面
11            cr=this.getContentResolver();                    //获取ContentResolver的对象
12            //初始化查询按钮
13            Button b=(Button)this.findViewById(R.id.Button01);        //Button类的引用
14            b.setOnClickListener(                                //设置按钮监听
15              new OnClickListener(){
16                @Override                            //重写方法的标志
17                public void onClick(View v) {        //重写onClick方法
18                    String stuname="Android";        //设置查询的字符串
19                    Cursor cur=cr.query(    
20                       Uri.parse("content://com.bn.pp4.provider.student/stu"),
21                       new String[]{"sno","stuname","sage","sclass"},
22                       "stuname=?",                     //查询条件
23                       new String[]{stuname},
24                       "sage ASC"    
25                    );
26                    while(cur.moveToNext()){
27                        String sno=cur.getString(0);            //获取学号
28                        String sname=cur.getString(1);            //获取名称
29                        int sage=cur.getInt(2);                    //获取年龄
30                        String sclass=cur.getString(3);            //获取班级
31                        appendMessage(sno+"\t"+sname+"\t\t"+sage+"\t"+sclass);
32                    }
33                    cur.close();                        //关闭ContentResolver
34        }});}
35        public void appendMessage(String msg){            //向文本区中添加文本
36                EditText et=(EditText)this.findViewById(R.id.EditText02);  
                                                 //获取EditText的对象
37                et.append(msg+"\n");                        //添加显示的字符串
38    }}
  • 第8-25行主要功能为获取ContentResolver对象的引用,并给按钮添加监听器,使得按钮按下后可以通过ContentResolver匹配到Sample2_4案例中的ContentProvider组件获取需要的数据。
  • 第26-33行功能为将获取的Sample2_4案例分享的数据显示到屏幕上的EditText控件中。
    第35-38行为向EditText控件中添加文本信息的方法。

(2)Sample2_4_From案例开发完成后,运行该案例,其效果如图2-13和图2-14所示。


《OpenGL ES 3.x游戏开发(上卷)》一2.3 手机自带数据库——SQLite

说明 

图2-13为运行该案例后的界面效果图,图2-14为单击“获取”按钮后,通过ContentResolver匹配到Sample2_4案例中的ContentProvider组件获取数据后的效果图。

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