从零开始学C语言签到系统，数据库设计那些事儿，边写边摸索总结

（来源：知乎专栏“程序员成长笔记”）

今天咱们就来聊聊怎么从零开始弄一个C语言的签到系统，重点说说数据库设计这块儿，为啥说边写边摸索呢？因为我自己就是这么过来的，光看书不实操，永远觉得那层窗户纸捅不破，咱们就假设你已经有了一点点C语言基础，知道啥是变量、循环、条件判断，可能也听说过一点指针和结构体，但真要用它们来做点实用的东西，心里还是有点发虚，没关系,咱们一起往下走。

你得想清楚，这个“签到系统”到底要干嘛？不能一上来就打开编程软件开始敲代码，那肯定会乱套，最简单的签到系统，核心功能就两个：一是记录谁来签到了，二是记录他是什么时候签到的，最核心的数据就是“人”和“时间”。

（来源：CSDN博客“菜鸟的数据库入门思考”）

那这些数据存哪儿呢？总不能每次程序一关，数据就全没了吧？这就得用到数据库了，别一听“数据库”就觉得特别高大上，对于咱们这个小项目，你可以把它想象成一个超级规整的Excel表格，存在你的电脑硬盘上,我们的C语言程序可以去这个表格里增删改查数据。

最开始我琢磨，用啥数据库好呢？MySQL？SQLite？对于C语言新手来说，配置这些环境可能就是个拦路虎，后来我发现，对于超小型的、单机版的程序，其实可以直接用文件来模拟数据库，简单说，就是创建一个文本文件（比如叫sign_in.txt），然后按照一定的格式把数据写进去，一行代表一条签到记录，每行里面用逗号或者空格把不同的信息分开，这种格式叫CSV,很简单。

（来源：个人项目实践中的教训）

于是我的第一个版本的设计出炉了：定义一个结构体，叫SignRecord，里面有两个成员，一个是字符数组name[20]用来存名字，另一个是char time[30]用来存时间字符串，每次有人签到，我就让程序获取当前系统时间，然后把这个结构体的数据用fprintf函数按照“姓名,时间”的格式追加写到sign_in.txt文件里，查询签到记录呢，就用fscanf函数一行一行读出来,再解析显示。

这个版本我确实做出来了，也能跑，但很快就发现了问题，我管这个叫“摸索中的第一个坑”，第一，如果名字里本身有逗号怎么办？那我在用逗号分割的时候就会乱掉，第二，我想查询“张三”总共签到了几次，这就麻烦了，我得把整个文件读一遍，一行一行去比对名字，效率很低，第三，万一两个人同时签到（虽然我这个是单机程序，但理论上可能），同时往文件里写,可能会造成数据错乱。

（来源：技术论坛关于简单数据持久化的讨论）

这时候我才真正理解，为什么需要正经的数据库，它不仅能持久化存储数据，更重要的是能高效、安全地管理数据，于是我开始研究轻量级的数据库，最后选择了SQLite，它不需要安装复杂的数据库服务器，就是一个文件，用C语言的库就能直接操作,特别适合嵌入到程序中。

用了SQLite，数据库设计就得像点样子了，我得先规划一下表结构，经过第一次的教训，我明白了不能把数据都揉成一团，我设计了一张表，就叫sign_log（签到日志表）,这张表里应该有哪些字段呢？

1. id：一个唯一的编号，每一条记录都不同，设为主键，这是数据库的惯例,方便精确找到某一条记录。
2. name：存储姓名。
3. sign_time：存储签到时间，在SQLite里可以直接用DATETIME类型，存成YYYY-MM-DD HH:MM:SS这种标准格式。

你看，这样设计之后，上面的问题就迎刃而解了，名字里有没有特殊字符都无所谓了，因为数据库的插入操作会处理好，我想查张三的签到次数，只需要写一条SQL语句：SELECT COUNT(*) FROM sign_log WHERE name='张三';，数据库会飞快地给我结果，并发的问题SQLite自己也有一套机制来处理,比我用文件读写安全多了。

（来源：边写代码边总结的笔记）

数据库表设计好了，接下来就是用C语言怎么去操作它，这就需要用到SQLite的C语言接口库，你得先去官网下载这个库，然后把它链接到你的C语言项目中，这个过程可能会遇到点配置上的小麻烦，但网上教程很多,耐心点总能解决。

在代码里，大概的步骤是这样的：用一个函数sqlite3_open打开（或创建）数据库文件，你需要准备一条SQL语句的字符串，比如"INSERT INTO sign_log (name, sign_time) VALUES (?, ?);"，这里的问号是“占位符”，是为了安全，防止一种叫“SQL注入”的攻击，用sqlite3_prepare_v2函数来编译这条SQL语句，再然后用sqlite3_bind_text这样的函数，把具体的名字和时间值绑定到刚才语句的问号位置上，用sqlite3_step函数执行这个语句，数据就插入到数据库里了，查询的时候也是类似的流程，只不过执行后要用循环和sqlite3_column_text这样的函数把结果集里的数据一行行取出来。

你看，这个过程听起来步骤不少，但每一步都有明确的函数对应，多写几遍就熟练了，最重要的是，你的思维从“怎么摆弄字符串和文件指针”升级到了“如何通过SQL指令与一个结构化的数据管理系统打交道”，这个思维的转变,才是从零开始做这个项目最大的收获。

回过头看，数据库设计那些事儿，核心不是死记硬背那些专业术语和范式，而是先想清楚你的数据是什么、要怎么用，然后选择一个合适的工具（从简单文件到SQLite这样的轻量级数据库），在编码实践中不断暴露问题、解决问题，这个边写边摸索的过程，比你只看理论书记得要牢固得多，我的这个签到系统虽然小，但走完这一趟，我对C语言如何连接现实世界、如何处理数据,有了实实在在的感觉。