数据库外模式/模式映像简介
我们知道，应用程序是依据数据的外模式编写的，通过外模式/模式映像与数据库的模式（schema）相交互。因此，数据库模式的改变时仅需要对外模式/模式映像进行改变，从而不一定要改变应用程序，因此保证了应用程序的独立性。在MySQL数据库的实现中，此概念中外模式/模式映象的具体体现即为链接程序，程序通过链接程序对数据库模式进行访问。
不同的编程语言编写的程序通过各自的链接程序连接数据库的模式，例如Java通过JDBC（Java DataBase Connector）访问MySQL，C++比较有意思，由于其众所周知的特殊性（本身是个语言、面向对象以及与C语言一定程度兼容），它既可以通过Connector C++，又可以通过ODBC连接MySQL数据库，还能使用MySQL C API。对于Python来说链接程序就是Connector python。
本文数据库结构
本文所用测试数据库schema名称为department_store，所用表为sale表，其表结构如下图所示： 
测试程序需要执行query语句：
INSERT INTO sale VALUES (1027, 3, 8, 4);
测试方案是以各种编程语言编写程序调用以上Query，若没有报错，则可以观察数据库的情况。若观察到此记录已经插入，如下图所示，则表明插入成功。（观察到词条记录插入成功后执行人工删除，以便于下一次测试观察）
解释型编程语言（脚本语言）连接数据库示例
解释型编译语言往往自带数据库连接支持，因此解释型编程语言连接数据库往往较为方便简洁，仅需调用若干内置模块即可。本文以php和python语言为例，展示解释型编程语言连接数据库的例子。
PHP程序连接数据库
PHP连接数据库的方式比较简单方便，其基本步骤如下：
- 安装xampp软件（默认安装路径为：”C:\xampp”）。
- 打开（”C:\xampp\htdocs”），此位置也是浏览器默认执行网页脚本程序的位置。
- 在此路径下新建文件夹”Web_App Demo”，内放置即将执行的演示数据库插入网页脚本。
- 新建文件demo.php（新建完毕后可以用记事本打开，也可以用专业网页程序编写软件如Dreamweaver打开），输入如下代码：
<?php
print '<p> connecting to database... </p>';
$link = mysql_connect('localhost', 'root', '123456')
or die('Could not connect: '.mysql_error());
/* Can be replaced by:
if (!$link = mysql_connect('localhost', 'root', '123456'))
exit('wrong');
If one thinks the word 'die' is unfortunate or if the sentence used an extra if. Thanks @Lee*/
print '<p> connected successfully </p>';
mysql_select_db('department_store') or die('could not select database');
//Perform SQL query
$query = "INSERT INTO sale VALUES(1027, 3, 8, 4)";
if(!mysql_query($query, $link))
die('Error: '.mysql_error());
print "<p> 1 record added: </p>";
print "<ul>";
mysql_close($link);
?>
//Or use those codes, thanks to Lee
<?php
print '<p> connecting to database... </p>';
$mysqli = new mysqli("localhost", "root", "123456", "department_store");
if ($mysqli->connect_errno) {
echo "Failed to connect to MySQL: (" . $mysqli->connect_errno . ") " . $mysqli->connect_error;
}
if (!$mysqli->query("INSERT INTO sale VALUES(1027, 3, 8, 4)")) {
echo "Insert into table fails!";
}
print "<p> 1 record added: </p>";
print "<ul>";
mysql_close($link);
?>
以任意浏览器打开上述脚本，并将地址截止htdocs的部分改为localhost，如图所示
单击回车，即可观察脚本执行情况。
Python程序连接数据库
安装python以及Connector/Python之后（注意顺序一定是先python后connector），以任意Python IDE（如Python IDLE, Spyder, Pycharm等）运行以下测试程序：
#import mysql.connector model:
#In python 3 you don't need next line, exceptions is the default model:
import exceptions
import mysql.connector as connector
"""
An easier version of trying connection
try:
cnn = connector.connect(host = 'localhost', user = 'root', password = '123456', database = 'department_store')
except Exception as e:
print "Error connecting to database!{}".format(e)
"""
#A dictionary structure:
config={'host':'127.0.0.1',#By default local host
'user':'root',
'password':'123456',
'port':3306 ,#By default port 3306
'database':'department_store',
'charset':'utf8' #By default UTF-8
}
query = "INSERT INTO sale VALUES (1027, 3, 8, 4)"
try:
cnn = connector.connect(**config)
cursor = cnn.cursor()
cursor.execute(query)
# 注意不要忘记commit
cnn.commit()
except Exception as e:
print "Error connecting to database!{}".format(e)
finally:
cursor.close()
cnn.close()
观察运行情况即可。更多关于Python连接数据库的资料，请参考参考资料部分以及《MySQL Connector/Python Developer Guide》第五、六两章。
编译型语言连接数据库示例
编译型语言由于自身不带数据库支持，连接数据库往往需要通过链接程序（connector），将链接程序作为用户程序调用的子程序来完成与数据库的交互。因此，编译型语言连接数据库时，往往需要导入外部类库作为支持。
Java程序连接数据库
- JDBC可从此下载：https://dev.mysql.com/downloads/connector/j/ ，解压至任意路径。（或可用gradle管理依赖）
- 在Java IDE（如Netbeans, eclipse等）中新建一个项目，打开将刚才下载解压的文件，将其中的.jar文件夹添加至与JDK包同一个级别的路径下（笔者此处使用的是Netbeans，添加过程如下所示）
新建主类HelloJDBC，输入如下代码：
//视IDE情况不同选用
package hellojdbc;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
public class HelloJDBC {
private Connection connect = null;
private Statement statement = null;
public static void main(String[] args) {
HelloJDBC jdbcInst = new HelloJDBC();
jdbcInst.insertToDB();
}//end main method
public void insertToDB(){
try {
// this will load the MySQL driver, each DB has its own driver
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
// setup the connection with the DB.
connect = DriverManager.getConnection(
"jdbc:mysql://localhost/department_store",
"root", "123456");
// statements allow to issue SQL queries to the database
statement = connect.createStatement();
// resultSet gets the result of the SQL query
statement.execute("INSERT INTO sale VALUES(1027, 3, 8, 4)");
statement.close();
connect.close();
} catch (SQLException ex) {
ex.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException ex) {
ex.printStackTrace();
}//end try-catch
}//end method insert
}//end class
并测试运行即可。
C++程序连接数据库（以Visual Studio C++并使用Connector C++为例）
C++程序推荐使用connector C++连接数据库（虽然C语言的MySQL API以及ODBC也能实现类似功能），connector C++的下载地址：https://dev.mysql.com/downloads/connector/cpp/ 下载MSI版本的解压后即可安装（笔者选择默认安装）
此外，C++程序连接数据库还需要使用Boost库，其下载地址为：http://www.boost.org/users/download/， 下载后即可解压使用（笔者直接解压到系统盘C盘）。本文所用测试代码如下：
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include "mysql_connection.h"
#include "mysql_driver.h"
#include "mysql_error.h"
#include <cppconn/driver.h>
#include <cppconn/exception.h>
#include <cppconn/resultset.h>
#include <cppconn/statement.h>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
try {
sql::mysql::MySQL_Driver *driver;
driver = sql::mysql::get_mysql_driver_instance();
sql::Connection *con;
con = driver->connect("tcp://127.0.0.1:3306", "root", "123456");
sql::Statement *stmt;
stmt = con->createStatement();
stmt->execute("USE department_store");
stmt->execute("INSERT INTO sale VALUES (1027, 3, 8, 4)");
delete stmt;
delete con;
}catch(sql::SQLException &e){
/*
MySQL Connector/C++ throws three different exceptions:
- sql::MethodNotImplementedException (derived from sql::SQLException)
- sql::InvalidArgumentException (derived from sql::SQLException)
- sql::SQLException (derived from std::runtime_error)
*/
cout << "# ERR: SQLException in " << __FILE__;
cout << "(" << __FUNCTION__ << ") on line " << __LINE__ << endl;
/* what() (derived from std::runtime_error) fetches error message */
cout << "# ERR: " << e.what();
cout << " (MySQL error code: " << e.getErrorCode();
cout << ", SQLState: " << e.getSQLState() << " )" << endl;
system("pause");
return EXIT_FAILURE;
}
system("pause");
}
本文后面部分假设读者已经安装Visual Studio
- 新建一个Visual studio C++项目，新建一个cpp文件，并且将调试选项由Debug改为Release。
- 点击“项目->属性->C++->常规”，如图所示。
- 在“附加包含目录”项，添加connector C++ include文件所在路径以及Boost库根目录（若是默认安装如图所示即可）
- 进入connector C++所在目录，将 “mysqlcppconn.lib”文件复制到此C++项目所在根目录。如果是第一次开发C++连接数据库的应用，还需要将”mysqlcppconn.dll”复制到 “C:\Windows”目录下。
- 下一步，点击“项目->属性->链接器->常规”，在“附加库目录”中添加本项目根目录的路径，并且在“输入”一栏的“附加依赖项”中添加”mysqlcppconn.lib”，如图所示。
- 然后即可进行C++连接数据库程序的开发，比如可在刚才新建的.cpp文件中输入上面的测试代码并运行进行测试。
更多示例，可以参考MySQL的官方文档《MySQL Connector/C++ Developer Guide》第33-34页。.
参考资料：
- Python中MySQLConnector模块使用方法详解，URL：http://www.111cn.net/phper/python/67319.htm
- “connector-cpp-en.a4.pdf.” .
- “connector-odbc-en.a4.pdf.” .
- tutorialspoint.com, “JDBC – Create Database Example,” www.tutorialspoint.com. [Online]. Available: https://www.tutorialspoint.com/jdbc/jdbc-create-database.htm. [Accessed: 16-Nov-2017].
- “MySQL :: MySQL 5.7 Reference Manual :: 27.8.6 C API Function Overview.” [Online]. Available: https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/c-api-function-overview.html. [Accessed: 17-Nov-2017].
- 王珊和萨师煊，《数据库系统概论》第5版，高等教育出版社，2016年2月，北京
