PostgreSQL - C / C++

PostgreSQL - 现代 C++ 接口与 libpqxx

本教程介绍 libpqxx，它是 PostgreSQL 官方的 C++ 客户端 API。我们将重点关注现代 C++ 实践（C++17 及更高版本）以及使用 CMake 的现代化开发工作流。

安装与项目设置（现代方法）

手动下载和构建库是一种过时做法。现代 C++ 项目使用包管理器，如 vcpkg 或 Conan，或者系统自带的包管理器。我们将使用 CMake 构建系统，它是行业标准。

1. 安装 libpqxx

使用你的系统包管理器。例如：

# 在 Debian/Ubuntu 上
sudo apt-get install libpqxx-dev

# 在 macOS 上使用 Homebrew
brew install libpqxx

# 在 Windows 上使用 vcpkg
vcpkg install libpqxx:x64-windows

2. 配置 pg_hba.conf

确保你的 pg_hba.conf 文件允许本地连接。对于开发环境，类似下面这样一行配置很常见。在你的 PostgreSQL 数据目录中找到此文件。

# 类型   数据库          用户            地址                      方法
# IPv4 本地连接：
host    all             all             127.0.0.1/32            scram-sha-256

注意：md5 是一种较旧的方法；scram-sha-256 是现代密码认证的默认方式。进行更改后，请重启 PostgreSQL 服务器。

libpqxx 核心概念

• pqxx::connection：表示到数据库的连接。它应该被创建一次，并且可以是长期存在的。
• pqxx::work：一个事务对象。所有修改数据的 SQL 命令都应在一个事务中执行。它确保原子性（Atomicity）：要么所有命令都成功，要么所有命令都不成功。
• pqxx::nontransaction：一个非事务对象，通常用于只读的 SELECT 查询，以获得略微更好的性能。
• 预处理语句 (Prepared Statements)：执行相同查询多次但参数不同的最安全、最有效的方式。它们可以防止 SQL 注入攻击。

完整示例：CRUD 操作

让我们创建一个 main.cpp 文件，演示完整的连接和 CRUD（创建、读取、更新、删除）生命周期。

main.cpp

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <pqxx/pqxx>

int main() {
    // 最佳实践：使用连接字符串。避免硬编码凭据。
    // 考虑从环境变量或配置文件中加载。
    const std::string conn_string = "dbname=testdb user=postgres password=pass123 hostaddr=127.0.0.1 port=5432";

    try {
        pqxx::connection c{conn_string};
        std::cout << "Opened database successfully: " << c.dbname() << std::endl;

        // --- 创建表 (在事务中) ---
        {
            pqxx::work w{c};
            w.exec0(
                "CREATE TABLE IF NOT EXISTS employees ("
                "id SERIAL PRIMARY KEY, "
                "name TEXT NOT NULL UNIQUE, "
                "salary INT);"
            );
            w.commit();
            std::cout << "Table 'employees' created or already exists." << std::endl;
        }

        // --- 使用预处理语句插入 (最佳实践) ---
        {
            pqxx::work w{c};
            c.prepare("insert_employee", "INSERT INTO employees (name, salary) VALUES ($1, $2)");

            w.exec_prepared("insert_employee", "Alice", 95000);
            w.exec_prepared("insert_employee", "Bob", 80000);
            std::cout << "Inserted Alice and Bob via prepared statement." << std::endl;

            // 使用 ON CONFLICT 进行“插入或更新”操作 (upsert)
            w.exec0("INSERT INTO employees (name, salary) VALUES ('Alice', 96000) "
                    "ON CONFLICT (name) DO UPDATE SET salary = EXCLUDED.salary;");
            std::cout << "Upserted Alice's salary." << std::endl;
            w.commit();
        }

        // --- 查询 (只读，可以使用 nontransaction) ---
        {
            pqxx::nontransaction n{c};
            std::cout << "\n--- Current Employees --- " << std::endl;
            for (auto const &[id, name, salary] : n.query<int, std::string, int>("SELECT id, name, salary FROM employees ORDER BY name")) {
                std::cout << "ID: " << id << ", Name: " << name << ", Salary: " << salary << std::endl;
            }
        }

        // --- 更新和删除 ---
        {
            pqxx::work w{c};
            // 更新 Bob 的薪水
            pqxx::result res = w.exec_params("UPDATE employees SET salary = $1 WHERE name = $2", 85000, "Bob");
            std::cout << "\nUpdated " << res.affected_rows() << " row(s)." << std::endl;

            // 删除 Alice
            res = w.exec_params("DELETE FROM employees WHERE name = $1", "Alice");
            std::cout << "Deleted " << res.affected_rows() << " row(s)." << std::endl;
            w.commit();
        }

        c.close();
        std::cout << "\nOperation done successfully." << std::endl;

    } catch (const pqxx::sql_error &e) {
        std::cerr << "SQL error: " << e.what() << std::endl;
        std::cerr << "Query was: " << e.query() << std::endl;
        return 1;
    } catch (const std::exception &e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}

使用 CMake 构建

在 main.cpp 所在的目录中创建一个 CMakeLists.txt 文件。

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.15)
project(PostgresExample CXX)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

# 查找 libpqxx 库
find_package(libpqxx REQUIRED)

add_executable(app main.cpp)

# 链接 libpqxx 及其依赖项 (libpq)
target_link_libraries(app PRIVATE pqxx::pqxx)

现在，从你的终端编译并运行项目：

# 创建构建目录
mkdir build
cd build

# 使用 CMake 配置项目
cMAKE ..

# 构建可执行文件
cMAKE --build .

# 运行应用程序
./app