利用C++实现⾃然连接操作算法

目录

1. 实验目的

2. 实验内容

3. 实验结果

1. 实验目的

本次实验三需要完成的内容为实现然连接(natural join)操作算法,对两个关系进然连接,具体实现基于块的嵌套循环连接(Block-based Nested Loop Join)算法。

我们要实现的函数在 executer.cpp 文件中。

bool NestedLoopJoinOperator::execute(int numAvailableBufPages, File &resultFile) 2. 实验内容

首先,我们读取两个表头的信息

TableId leftTableId = catalog->getTableId("r"); TableId rightTableId = catalog->getTableId("s"); badgerdb::File left = File::open(catalog->getTableFilename(leftTableId)); badgerdb::File right = File::open(catalog->getTableFilename(rightTableId));

运用两层循环寻找两个表中名称与类型完全相同的属性,将他们全部标记出来,用于之后的自然连接操作。

vector<int> leftForeignKeyId; vector<int> rightForeignKeyId; for (int i = 0; i < leftTableSchema.getAttrCount(); i++) { for (int j = 0; j < rightTableSchema.getAttrCount(); j++) { if ((leftTableSchema.getAttrName(i) == rightTableSchema.getAttrName(j)) && (leftTableSchema.getAttrType(i) == rightTableSchema.getAttrType(j))) { leftForeignKeyId.push_back(i); rightForeignKeyId.push_back(j); break; } } }

准备操作做完后,开始进行自然连接操作。

用循环从磁盘中读取两个页面的信息,记录 io 操作次数

for (badgerdb::FileIterator leftPage = left.begin(); leftPage != left.end(); leftPage++) { badgerdb::Page *bufferedLeftPage; bufMgr->readPage(&left, (*leftPage).page_number(), bufferedLeftPage); numIOs += 1; for (badgerdb::FileIterator rightPage = right.begin(); rightPage != right.end(); rightPage++) { badgerdb::Page *bufferedRightPage; bufMgr->readPage(&right, (*rightPage).page_number(), bufferedRightPage); numIOs += 1;

之后,从表中读取全部的元组的信息,进行对比。

读取的元组信息有特殊的格式,并不能直接利用,所以需要先了解元组在表中储存的格式,然后进行解读。元组的存储方式可以从 storage.cpp 中的 createTupleFromSQLStatement 函数中得知。

switch (dataType) { // (int) 56 (0011 1000) -> (char) '\0''\0''\0''8' case INT: { // convert int value into 4 byte representation case CHAR: { // (char(5) ) 'abc' -> 'abc00' case VARCHAR: { // (varchar(8) ) 'abc' -> '3''abc' (3 refer to the ascii // code number correspond alpha)

于是,我们根据注释的存储方式编写解析函数,该函数输入为文件中存储的元组,输出为数组表示的直观的元组内容。

vector<string> analyze(string record, badgerdb::TableSchema schema)

先读取其中一个表的元组,用块来存储。

for (badgerdb::PageIterator leftRecord = bufferedLeftPage->begin(); leftRecord != bufferedLeftPage->end(); leftRecord++) { vector<string> leftInfo = analyze(*leftRecord, leftTableSchema); numUsedBufPages += 1; block.push_back(leftInfo); if (block.size() < BLOCK_SIZE) { continue; }

然后读取另一个表的元组信息,

for (badgerdb::PageIterator rightRecord = bufferedRightPage->begin(); rightRecord != bufferedRightPage->end(); rightRecord++) { numUsedBufPages += 1;

将两个元组当中的属性名相同的属性列信息进行对比,

bool f = true; for(int i = 0; i < leftForeignKeyId.size(); i++) { if(leftInfo[leftForeignKeyId[i]] != rightInfo[rightForeignKeyId[i]]) { f = false; break; } }

如果全部相同,则代表需要进行自然连接操作。

if(f) { string current_line = "INSERT INTO TEMP_TABLE VALUES (" + leftInfo[0]; for (int i = 1; i < leftTableSchema.getAttrCount(); i++) { current_line = current_line + ", " + leftInfo[i]; } for (int i = 0; i < rightTableSchema.getAttrCount(); i++) { current_line = current_line + ", " + rightInfo[i]; } current_line = current_line + ");"; string tuple = HeapFileManager::createTupleFromSQLStatement(current_line, catalog); numResultTuples += 1; HeapFileManager::insertTuple(tuple, resultFile, bufMgr); }

否则不进行任何操作。

在全部循环都结束之后,块中可能还会有剩余的信息没有进行处理,此时再单独对剩余信息进行处理,代码基本相同。

3. 实验结果

代码运行结果如下:

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