一、源代码说明

freecplus是一个Linux系统下的C/C++开源框架,源代码请前往C语言技术网(www.freecplus.net)下载。

本文介绍的是freecplus框架中采用connection和sqlstatement类操作PostgreSQL数据库。

类的声明文件是freecplus/db/postgresql/_postgresql.h。

类的定义文件是freecplus/db/postgresql/_postgresql.cpp。

示例程序位于freecplus/db/postgresql目录中。

编译规则文件是freecplus/db/postgresql/makefile。

二、概述

本文不会介绍PostgreSQL数据库、SQL语言和C/C的基础知识,您应该是一个职业的C/C程序员,在阅读本文之前,您已经掌握了PostgreSQL数据库和SQL语言的基础知识。

freecplus框架把PostgreSQL提供的库函数封装成了connection和sqlstatement类,采用封装后的类操作PostgreSQL数据库,代码简洁优雅,性能卓越。

接下来我先列出connection和sqlstatement类的声明,然后通过流程图和示例程序介绍它位的用法。

三、connection类

PostgreSQL数据库连接connection类的声明(程序员不必关心的私有成员和数据结构未列出):

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// PostgreSQL数据库连接池类。
class connection
{
public:
int m_state; // 与数据库的连接状态,0-未连接,1-已连接。

CDA_DEF m_cda; // 数据库操作的结果或最后一次执行SQL语句的结果。

char m_sql[10241]; // SQL语句的文本,最长不能超过10240字节。

connection(); // 构造函数。
~connection(); // 析构函数。

// 登录数据库。
// connstr:数据库的登录参数,格式:"host= user= password= dbname= port=",
// 例如:"host=172.16.0.15 user=qxidc password=qxidcpwd dbname=qxidcdb port=5432"
// username-登录的用户名,password-登录的密码,dbname-缺省数据库,port-mysql服务的端口。
// charset:数据库的字符集,如"gbk",必须与数据库保持一致,否则会出现中文乱码的情况。
// autocommitopt:是否启用自动提交,0-不启用,1-启用,缺省是不启用。
// 返回值:0-成功,其它失败,失败的代码在m_cda.rc中,失败的描述在m_cda.message中。
int connecttodb(char *connstr,char *charset,unsigned int autocommitopt=0);

// 提交事务。
// 返回值:0-成功,其它失败,程序员一般不必关心返回值。
int commit();

// 回滚事务。
// 返回值:0-成功,其它失败,程序员一般不必关心返回值。
int rollback();

// 断开与数据库的连接。
// 注意,断开与数据库的连接时,全部未提交的事务自动回滚。
// 返回值:0-成功,其它失败,程序员一般不必关心返回值。
int disconnect();

// 执行SQL语句。
// 如果SQL语句不需要绑定输入和输出变量(无绑定变量、非查询语句),可以直接用此方法执行。
// 参数说明:这是一个可变参数,用法与printf函数相同。
// 返回值:0-成功,其它失败,失败的代码在m_cda.rc中,失败的描述在m_cda.message中,
// 如果成功的执行了非查询语句,在m_cda.rpc中保存了本次执行SQL影响记录的行数。
// 程序员必须检查execute方法的返回值。
// 在connection类中提供了execute方法,是为了方便程序员,在该方法中,也是用sqlstatement类来完成功能。
int execute(const char *fmt,...);
};

四、sqlstatement类

PostgreSQL数据库的SQL语句操作sqlstatement类的声明(程序员不必关心的私有成员和数据结构未列出):

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// 操作SQL语句类。
class sqlstatement
{
public:
int m_state; // 与数据库连接池的绑定状态,0-未绑定,1-已绑定。

char m_sql[10241]; // SQL语句的文本,最长不能超过10240字节。

CDA_DEF m_cda; // 执行SQL语句的结果。

sqlstatement(); // 构造函数。
sqlstatement(connection *conn); // 构造函数,同时绑定数据库连接池。
~sqlstatement(); // 析构函数。

// 绑定数据库连接池。
// conn:数据库连接池connection对象的地址。
// 返回值:0-成功,其它失败,只要conn参数是有效的,并且数据库的游标资源足够,connect方法不会返回失败。
// 程序员一般不必关心connect方法的返回值。
// 注意,每个sqlstatement只需要绑定一次,在绑定新的connection前,必须先调用disconnect方法。
int connect(connection *conn);

// 取消与数据库连接池的绑定。
// 返回值:0-成功,其它失败,程序员一般不必关心返回值。
int disconnect();

// 准备SQL语句。
// 参数说明:这是一个可变参数,用法与printf函数相同。
// 返回值:0-成功,其它失败,程序员一般不必关心返回值。
// 注意:如果SQL语句没有改变,只需要prepare一次就可以了。
int prepare(const char *fmt,...);

// 绑定输入变量的地址。
// position:字段的顺序,从1开始,必须与prepare方法中的SQL的序号一一对应。
// value:输入变量的地址,如果是字符串,内存大小应该是表对应的字段长度加1。
// len:如果输入变量的数据类型是字符串,用len指定它的最大长度,建议采用表对应的字段长度。
// 返回值:0-成功,其它失败,程序员一般不必关心返回值。
// 注意:1)如果SQL语句没有改变,只需要bindin一次就可以了,2)绑定输入变量的总数不能超过256个。
int bindin(unsigned int position,int *value);
int bindin(unsigned int position,long *value);
int bindin(unsigned int position,unsigned int *value);
int bindin(unsigned int position,unsigned long *value);
int bindin(unsigned int position,float *value);
int bindin(unsigned int position,double *value);
int bindin(unsigned int position,char *value,unsigned int len);

// 绑定输出变量的地址。
// position:字段的顺序,从1开始,与SQL的结果集一一对应。
// value:输出变量的地址,如果是字符串,内存大小应该是表对应的字段长度加1。
// len:如果输出变量的数据类型是字符串,用len指定它的最大长度,建议采用表对应的字段长度。
// 返回值:0-成功,其它失败,程序员一般不必关心返回值。
// 注意:1)如果SQL语句没有改变,只需要bindout一次就可以了,2)绑定输出变量的总数不能超过256个。
int bindout(unsigned int position,int *value);
int bindout(unsigned int position,long *value);
int bindout(unsigned int position,unsigned int *value);
int bindout(unsigned int position,unsigned long *value);
int bindout(unsigned int position,float *value);
int bindout(unsigned int position,double *value);
int bindout(unsigned int position,char *value,unsigned int len);

// 执行SQL语句。
// 返回值:0-成功,其它失败,失败的代码在m_cda.rc中,失败的描述在m_cda.message中。
// 如果成功的执行了非查询语句,在m_cda.rpc中保存了本次执行SQL影响记录的行数。
// 程序员必须检查execute方法的返回值。
int execute();

// 执行SQL语句。
// 如果SQL语句不需要绑定输入和输出变量(无绑定变量、非查询语句),可以直接用此方法执行。
// 参数说明:这是一个可变参数,用法与printf函数相同。
// 返回值:0-成功,其它失败,失败的代码在m_cda.rc中,失败的描述在m_cda.message中,
// 如果成功的执行了非查询语句,在m_cda.rpc中保存了本次执行SQL影响记录的行数。
// 程序员必须检查execute方法的返回值。
int execute(const char *fmt,...);

// 从结果集中获取一条记录。
// 如果执行的SQL语句是查询语句,调用execute方法后,会产生一个结果集(存放在数据库的缓冲区中)。
// next方法从结果集中获取一条记录,把字段的值放入已绑定的输出变量中。
// 返回值:0-成功,1403-结果集已无记录,其它-失败,失败的代码在m_cda.rc中,失败的描述在m_cda.message中。
// 返回失败的原因主要有两个:1)与数据库的连接已断开;2)绑定输出变量的内存太小。
// 每执行一次next方法,m_cda.rpc的值加1。
// 程序员必须检查next方法的返回值。
int next();
};

五、程序流程

freecplus框架把对PostgreSQL数据库操作的SQL语句分为两种:有结果集的SQL语句和无结果集的SQL语句。

如果SQL语句被执行后,有结果集的产生,称为有结果集的SQL,即数据查询语言DQL,以select关键字,各种简单查询,连接查询等都属于DQL。

如果SQL语句被执行后,没有结果集的产生,称为无结果集的SQL,包括数据定义语言DDL(主要是create、drop和alter)和数据操纵语言DML(insert、update和insert)。

也可以这么说,查询的SQL语句会产生结果集,其它的SQL语句不会产生结果集。

1、无结果集SQL的程序的流程

这是一个完程的流程,在实际开发中,如果是执行简单的SQL语句,第6步和第7步可能不需要,如果SQL语句只执行一次,第7步和第8步之间的循环也不需要。

2、有结果集SQL的程序的流程

这是一个完程的流程,在实际开发中,如果是执行简单的查询语句,第6步、第7步和第8步可能不需要,如果结果集中最多只有一条记录,第10步和第11步之间的循环也不需要。

六、示例程序

1、创建超女信息表

示例(createtable.cpp)

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/*
* 程序名:createtable.cpp,此程序演示freecplus框架操作PostgreSQL数据库(创建表)。
* 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include "_postgresql.h" // freecplus框架操作PostgreSQL的头文件。

int main(int argc,char *argv[])
{
connection conn; // 数据库连接池。

// 登录数据库,返回值:0-成功,其它-失败。
// 失败代码在conn.m_cda.rc中,失败描述在conn.m_cda.message中。
if (conn.connecttodb("host=172.16.0.15 user=postgres password=pwdidc dbname=postgres port=5432","gbk")!=0)
{
printf("connect database failed.\n%s\n",conn.m_cda.message); return -1;
}

sqlstatement stmt(&conn); // 操作SQL语句的对象。

// 准备创建表的SQL语句。
// 超女表girls,超女编号id,超女姓名name,体重weight,报名时间btime,超女说明memo,超女图片pic。
stmt.prepare("\
create table girls(id int,\
name varchar(30),\
weight numeric(8,2),\
btime timestamp,\
memo text,\
pic bytea,\
primary key (id))");
// prepare方法不需要判断返回值。

// 执行SQL语句,一定要判断返回值,0-成功,其它-失败。
// 失败代码在stmt.m_cda.rc中,失败描述在stmt.m_cda.message中。
if (stmt.execute() != 0)
{
printf("stmt.execute() failed.\n%s\n%s\n",stmt.m_sql,stmt.m_cda.message); return -1;
}

// 注意,在postgresql数据库中,创建表也要提交事务,和Oracle、MySQL数据库不同。
conn.commit();

printf("create table girls ok.\n");
}

运行效果

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2、向超女表中插入5条记录

示例(inserttable.cpp)

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/*
* 程序名:inserttable.cpp,此程序演示freecplus框架操作PostgreSQL数据库(向表中插入5条记录)。
* 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include "_postgresql.h" // freecplus框架操作PostgreSQL的头文件。

// 定义用于超女信息的结构,与表中的字段对应。
struct st_girls
{
long id; // 超女编号,用long数据类型对应Oracle无小数的number(10)。
char name[11]; // 超女姓名,用char[31]对应Oracle的varchar2(30)。
double weight; // 超女体重,用double数据类型对应Oracle有小数的number(8,2)。
char btime[20]; // 报名时间,用char对应Oracle的date,格式:'yyyy-mm-dd hh24:mi:ssi'。
} stgirls;

int main(int argc,char *argv[])
{
connection conn; // 数据库连接类

// 登录数据库,返回值:0-成功,其它-失败。
// 失败代码在conn.m_cda.rc中,失败描述在conn.m_cda.message中。
if (conn.connecttodb("host=172.16.0.15 user=postgres password=pwdidc dbname=postgres port=5432","gbk")!=0)
{
printf("connect database failed.\n%s\n",conn.m_cda.message); return -1;
}

sqlstatement stmt(&conn); // 操作SQL语句的对象。

// 准备插入表的SQL语句。
stmt.prepare("\
insert into girls(id,name,weight,btime) \
values(:1,:2,:3,to_date(:4,'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'))");
// prepare方法不需要判断返回值。
// 为SQL语句绑定输入变量的地址,bindin方法不需要判断返回值。
stmt.bindin(1,&stgirls.id);
stmt.bindin(2, stgirls.name,10);
stmt.bindin(3,&stgirls.weight);
stmt.bindin(4, stgirls.btime,19);

// 模拟超女数据,向表中插入5条测试信息。
for (int ii=1;ii<=5;ii++)
{
memset(&stgirls,0,sizeof(stgirls)); // 结构体变量初始化。

// 为结构体变量的成员赋值。
stgirls.id=ii; // 超女编号。
sprintf(stgirls.name,"超女%02d",ii); // 超女姓名。
stgirls.weight=ii*2.11; // 超女体重。
strcpy(stgirls.btime,"2018-03-01 12:25:31"); // 报名时间。

// 执行SQL语句,一定要判断返回值,0-成功,其它-失败。
// 失败代码在stmt.m_cda.rc中,失败描述在stmt.m_cda.message中。
if (stmt.execute() != 0)
{
printf("stmt.execute() failed.\n%s\n%s\n",stmt.m_sql,stmt.m_cda.message); return -1;
}

printf("成功插入了%ld条记录。\n",stmt.m_cda.rpc); // stmt.m_cda.rpc是本次执行SQL影响的记录数。
}

printf("insert table girls ok.\n");

conn.commit(); // 提交数据库事务。
}

运行效果

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3、更新超女表中的记录

示例(updatetable.cpp)

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/*
* 程序名:updatetable.cpp,此程序演示freecplus框架操作PostgreSQL数据库(修改表中的记录)。
* 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include "_postgresql.h" // freecplus框架操作PostgreSQL的头文件。

int main(int argc,char *argv[])
{
connection conn; // 数据库连接类

// 登录数据库,返回值:0-成功,其它-失败。
// 失败代码在conn.m_cda.rc中,失败描述在conn.m_cda.message中。
if (conn.connecttodb("host=172.16.0.15 user=postgres password=pwdidc dbname=postgres port=5432","gbk")!=0)
{
printf("connect database failed.\n%s\n",conn.m_cda.message); return -1;
}

sqlstatement stmt(&conn); // 操作SQL语句的对象。

char strbtime[20]; // 用于存放超女的报名时间。
memset(strbtime,0,sizeof(strbtime));
strcpy(strbtime,"2019-12-20 09:45:30");

// 准备更新数据的SQL语句,不需要判断返回值。
stmt.prepare("\
update girls set btime=to_date(:1,'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss') where id>=2 and id<=4");
// prepare方法不需要判断返回值。
// 为SQL语句绑定输入变量的地址,bindin方法不需要判断返回值。
stmt.bindin(1,strbtime,19);
// 如果不采用绑定输入变量的方法,把strbtime的值直接写在SQL语句中也是可以的,如下:
/*
stmt.prepare("\
update girls set btime=to_date('%s','yyyy-mm-dd hh24:mi:ss') where id>=2 and id<=4",strbtime);
*/

// 执行SQL语句,一定要判断返回值,0-成功,其它-失败。
// 失败代码在stmt.m_cda.rc中,失败描述在stmt.m_cda.message中。
if (stmt.execute() != 0)
{
printf("stmt.execute() failed.\n%s\n%s\n",stmt.m_sql,stmt.m_cda.message); return -1;
}

// 请注意,stmt.m_cda.rpc变量非常重要,它保存了SQL被执行后影响的记录数。
printf("本次更新了girls表%ld条记录。\n",stmt.m_cda.rpc);

// 提交事务
conn.commit();
}

运行效果
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4、查询超女表中的记录

示例(selecttable.cpp)

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/*
* 程序名:selecttable.cpp,此程序演示freecplus框架操作PostgreSQL数据库(查询表中的记录)。
* 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include "_postgresql.h" // freecplus框架操作PostgreSQL的头文件。

// 定义用于超女信息的结构,与表中的字段对应。
struct st_girls
{
long id; // 超女编号,用long数据类型对应Oracle无小数的number(10)。
char name[31]; // 超女姓名,用char[31]对应Oracle的varchar2(30)。
double weight; // 超女体重,用double数据类型对应Oracle有小数的number(8,2)。
char btime[20]; // 报名时间,用char对应Oracle的date,格式:'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'。
} stgirls;

int main(int argc,char *argv[])
{
connection conn; // 数据库连接类

// 登录数据库,返回值:0-成功,其它-失败。
// 失败代码在conn.m_cda.rc中,失败描述在conn.m_cda.message中。
if (conn.connecttodb("host=172.16.0.15 user=postgres password=pwdidc dbname=postgres port=5432","gbk")!=0)
{
printf("connect database failed.\n%s\n",conn.m_cda.message); return -1;
}

sqlstatement stmt(&conn); // 操作SQL语句的对象。

int iminid,imaxid; // 查询条件最小和最大的id。

// 准备查询表的SQL语句。
stmt.prepare("\
select id,name,weight,to_char(btime,'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss') from girls where id>=:1 and id<=:2");
// prepare方法不需要判断返回值。
// 为SQL语句绑定输入变量的地址,bindin方法不需要判断返回值。
stmt.bindin(1,&iminid);
stmt.bindin(2,&imaxid);
// 为SQL语句绑定输出变量的地址,bindout方法不需要判断返回值。
stmt.bindout(1,&stgirls.id);
stmt.bindout(2, stgirls.name,30);
stmt.bindout(3,&stgirls.weight);
stmt.bindout(4, stgirls.btime,19);

iminid=2; // 指定待查询记录的最小id的值。
imaxid=4; // 指定待查询记录的最大id的值。

// 执行SQL语句,一定要判断返回值,0-成功,其它-失败。
// 失败代码在stmt.m_cda.rc中,失败描述在stmt.m_cda.message中。
if (stmt.execute() != 0)
{
printf("stmt.execute() failed.\n%s\n%s\n",stmt.m_sql,stmt.m_cda.message); return -1;
}

// 本程序执行的是查询语句,执行stmt.execute()后,将会在数据库的缓冲区中产生一个结果集。
while (1)
{
memset(&stgirls,0,sizeof(stgirls)); // 先把结构体变量初始化。

// 从结果集中获取一条记录,一定要判断返回值,0-成功,1403-无记录,其它-失败。
// 在实际开发中,除了0和1403,其它的情况极少出现。
if (stmt.next() !=0) break;

// 把获取到的记录的值打印出来。
printf("id=%ld,name=%s,weight=%.02f,btime=%s\n",stgirls.id,stgirls.name,stgirls.weight,stgirls.btime);
}

// 请注意,stmt.m_cda.rpc变量非常重要,它保存了SQL被执行后影响的记录数。
printf("本次查询了girls表%ld条记录。\n",stmt.m_cda.rpc);
}

运行效果
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5、查询超女表中的记录数

示例(counttable.cpp)

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* 程序名:counttable.cpp,此程序演示freecplus框架操作PostgreSQL数据库(查询表中的记录数)。
* 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include "_postgresql.h" // freecplus框架操作PostgreSQL的头文件。

int main(int argc,char *argv[])
{
connection conn; // 数据库连接类

// 登录数据库,返回值:0-成功,其它-失败。
// 失败代码在conn.m_cda.rc中,失败描述在conn.m_cda.message中。
if (conn.connecttodb("host=172.16.0.15 user=postgres password=pwdidc dbname=postgres port=5432","gbk")!=0)
{
printf("connect database failed.\n%s\n",conn.m_cda.message); return -1;
}

sqlstatement stmt(&conn); // 操作SQL语句的对象。

int icount=0; // 用于存放查询结果的记录数。

// 准备查询表的SQL语句,把查询条件直接写在SQL语句中,没有采用绑定输入变量的方法。
stmt.prepare("select count(*) from girls where id>=2 and id<=4");
// prepare方法不需要判断返回值。
// 为SQL语句绑定输出变量的地址,bindout方法不需要判断返回值。
stmt.bindout(1,&icount);

// 执行SQL语句,一定要判断返回值,0-成功,其它-失败。
// 失败代码在stmt.m_cda.rc中,失败描述在stmt.m_cda.message中。
if (stmt.execute() != 0)
{
printf("stmt.execute() failed.\n%s\n%s\n",stmt.m_sql,stmt.m_cda.message); return -1;
}

// 本程序执行的是查询语句,执行stmt.execute()后,将会在数据库的缓冲区中产生一个结果集。
// 但是,在本程序中,结果集永远只有一条记录,调用stmt.next()一次就行,不需要循环。
stmt.next();

printf("girls表中符合条件的记录数是%d。\n",icount);
}

运行效果
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7、删除超女表中的记录

示例(deletetable.cpp)

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/*
* 程序名:deletetable.cpp,此程序演示freecplus框架操作PostgreSQL数据库(删除表中的记录)。
* 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include "_postgresql.h" // freecplus框架操作PostgreSQL的头文件。

int main(int argc,char *argv[])
{
connection conn; // 数据库连接类

// 登录数据库,返回值:0-成功,其它-失败。
// 失败代码在conn.m_cda.rc中,失败描述在conn.m_cda.message中。
if (conn.connecttodb("host=172.16.0.15 user=postgres password=pwdidc dbname=postgres port=5432","gbk")!=0)
{
printf("connect database failed.\n%s\n",conn.m_cda.message); return -1;
}

sqlstatement stmt(&conn); // 操作SQL语句的对象。

// 执行SQL语句,一定要判断返回值,0-成功,其它-失败。
// 失败代码在stmt.m_cda.rc中,失败描述在stmt.m_cda.message中。
// 如果不需要绑定输入和输出变量,用stmt.execute()方法直接执行SQL语句,不需要stmt.prepare()。
if (stmt.execute("delete from girls where id>=2 and id<=4") != 0)
{
printf("stmt.execute() failed.\n%s\n%s\n",stmt.m_sql,stmt.m_cda.message); return -1;
}

// 请注意,stmt.m_cda.rpc变量非常重要,它保存了SQL被执行后影响的记录数。
printf("本次从girls表中删除了%ld条记录。\n",stmt.m_cda.rpc);

// 提交事务
conn.commit();
}

运行效果
在这里插入图片描述

8、与Oracle的兼容性处理

在封装sqlstatement类的时候,为了与Oracle兼容,做了以下方面的处理:

1)在PostgreSQL中,绑定输入和输出变量采用的是"$“,Oracle采用的是”:n"(n表示变量的序号),在sqlstatement的prepare方法中,把":n"替换成了"$"。

2)在PostgreSQL中,把字符串输换为日期时间的函数是to_timestamp,Oracle是to_date,在sqlstatement的prepare方法中,把to_date替换成to_timestamp。

4)PostgreSQL的sqlstatement类绑定输入或输出变量的最大数量缺省是256,在"_mysql.h"头文件中定义了MAXPARAMS宏,您可以根据实际需求修改它。

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// 执行SQL语句前绑定输入或输出变量个数的最大值,256是很大的了,可以根据实际情况调整。
#define MAXPARAMS 256

5)sqlstatement类绑定输入或输出变量时,如果是字符串,最大长度缺省是2000,在"_postgresql.h"头文件中定义了MAXFIELDLENGTH宏,您可以根据实际需求修改它。

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// 如果绑定输入或输出变量是字符串,指定字符串的最大长度,不包括字符串的结束符。
#define MAXFIELDLENGTH 2000

9、text和bytea字段的操作

PostgreSQL提供的库函数支持对text和bytea字段的操作,本人的技术水平有限,找不到这方面的资料和示例程序,所以还没有封装对text和bytea字段的操作,希望各位能提供技术帮助,通过C语言技术网与我联系,我们共同完善freecplus框架,非常感谢。

七、应用经验

本文提供的示例程序看上去简单,实则很精妙,希望大家多多思考,慢慢体会。

为了让大家完全掌握connection和sqlstatement类的用法,我将录制freecplus框架的专题视频,请大家多关注C语言技术网(www.freecplus.net)发布的内容。

八、版权声明

C语言技术网原创文章,转载请说明文章的来源、作者和原文的链接。

来源:C语言技术网(www.freecplus.net

作者:码农有道