OctaDB Engine

概述

在这个项目中，您将构建一个支持八叉树索引的小型数据库引擎。所需的功能是

1. 创建表
2. 插入元组
3. 更新元组
4. 删除元组
5. 在表中搜索二进制
6. 根据需要创建八叉树
7. 在适当的情况下使用创建的八叉树。

表格

1. 每个表/关系都将作为页面存储在磁盘上（每个页面都是一个单独的文件）。
2. 表列支持的类型是以下之一： java.lang.Integer 、 java.lang.String 、 java.lang.Double 、 java.util.Date （注意：可接受的日期格式为“YYYY-MM-DD”）

页数

1. 页具有预定的固定最大行数 (N)。例如，如果一个表有40000个元组，如果N=200，则该表将存储在200个文件中。
2. 您需要使用 Java 的二进制对象文件 (.class) 来模拟页面（以避免使用文件系统页面，这不是本课程的范围）。单个页面必须存储为序列化 Vector (java.util.Vector) ，因为 Vector 是线程安全的。请注意，您可以通过实现 java.io.Serialized 接口将任何 Java 对象保存到磁盘或从磁盘加载任何 Java 对象。实际上，您不需要向您的类添加任何代码来将其保存到硬盘。
3. 单个元组应存储在二进制文件内的单独对象中。
4. 您需要推迟页面的加载，直到实际需要该页面中的元组为止。请注意，使用页面的目的是避免将整个表的内容加载到内存中。因此，它违背了在程序启动时加载所有页面的目的。
5. 如果删除了页面中的所有行，则需要删除该页面。不要保留完全空白的页面。在插入的情况下，如果您尝试插入整页，请将一行下移到下一页。除非您位于表格的最后一页并且最后一页已满，否则不要创建新页面。
6. 您可能会发现创建一个 Table java 类来存储有关页面的相关信息并像序列化页面一样序列化它很有用。

• 您需要将元数据存储在文本文件中。它应该具有以下布局： TableName、ColumnName、ColumnType、ClusteringKey、IndexName、IndexType、min、max
  • 如果列是主键，则ClusteringKey设置为 true。为简单起见，您将始终根据主键对表中的行进行排序。这就是为什么它也被称为 clusteringkey。每个表只有 1 个集群键。
  • min和max 指的是该列可能的最小值和最大值。例如，如果用户创建表/关系 CityShop，指定多个属性及其类型等……该文件将是：

 Table Name, Column Name, Column Type, ClusteringKey, IndexName,IndexType, min, max 
CityShop, ID, java.lang.Integer, True, null, null, 0,10000 
CityShop, Name, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ” 
CityShop, X, java.lang.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Y, java.util.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Z, java.lang.Double, False, XYZIndex, Octree, 0,1000000 
CityShop, Specialization, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ” 
CityShop, Address, java.lang.String, False, NameAddrSpecIndex, Octree, “A”, “ZZZZZZZZZZZ”

*您必须将上述元数据存储在名为metadata.csv的单个文件中。不要担心它在解决方案中的大小（即不要对它进行分页）。

*您必须使用metadata.csv 文件来了解正在传递的数据的类型并验证其类型是否正确。所以，不要把metadata.csv当作装饰品！

指数

1. 您需要使用八叉树来支持创建索引。八叉树恰好有 3 个维度。您不需要支持其他类型的索引。
2. 每列都有一个关联的范围（最小值、最大值）。您应该使用此范围在索引刻度上创建分区。
3. 当插入/删除元组时，您应该更新现有的相关索引。
4. 如果在填充表后创建索引，则您别无选择，只能扫描整个表以读取数据并将其插入到索引中。
5. 应用程序启动时；为了避免扫描所有表来构建现有索引，您应该将索引本身保存到磁盘并在应用程序下次启动时加载它。
6. 创建表时，不需要创建索引。当用户通过调用 createIndex 方法请求时，稍后将创建索引
7. 一旦索引存在，就应该在可能的情况下使用它来执行查询。因此，如果正在查询的列上不存在索引（例如 select * from T where x = 20 and y= 30 and z = 20） ，则将使用 T 中的线性扫描来回答查询。但是，如果在查询的3列上创建了索引，则应该使用该索引。
8. 请注意，如果在查询中使用的任何列上创建了索引，则应在回答多维部分查询时使用索引，例如select * from Table1 where Table1.column1=value1 and Table1.column2=value2 and Table1.column3= value3 和Table1.column4=value4;并且已经在 Table1.column1、Table1.column2 和 Table1.column3 上创建了索引，那么它应该用于回答查询。
9. SQLTerm 内部的运算符可以是 >、>=、<、<=、!= 或 =
10. SQLTerm 之间的运算符（如上面的 strarrOperators 中）是AND、OR 或 XOR。
11. DBAppException 是一个通用异常，以避免在运行时破坏测试用例。您可以通过在创建时传递不同的消息来自定义异常。每当向您传递会违反架构完整性的数据时，您都应该抛出异常。
12. SQLTerm 是一个具有 4 个属性的类：String _strTableName、String _strColumnName、String _strOperator 和 Object _objValue
13. 迭代器是 java.util.Iterator 的一个接口，使客户端代码能够逐行迭代结果。无论您返回保存结果集的任何对象，它都应该实现 Iterator 接口。 14.您应该检查传递的类型，而不是只接受任何类型 - 否则，您的代码将因无效输入而崩溃。 *您的主类应称为 DBApp.java，并且应具有以下七个具有指定签名的方法。参数名称使用匈牙利表示法书写

 public void init( ); 
public void createTable(String strTableName, String strClusteringKeyColumn, Hashtable<String,String> htblColNameType, Hashtable<String,String> htblColNameMin, Hashtable<String,String> htblColNameMax ) throws DBAppException(){}
public void createIndex(String strTableName, String[] strarrColName) throws DBAppException(){}
public void insertIntoTable(String strTableName, Hashtable<String,Object> htblColNameValue) throws DBAppException(){} 
public void updateTable(String strTableName, String strClusteringKeyValue, Hashtable<String,Object> htblColNameValue ) throws DBAppException(){}
public void deleteFromTable(String strTableName,Hashtable<String,Object> htblColNameValue) throws DBAppException(){}
public Iterator selectFromTable(SQLTerm[] arrSQLTerms, String[] strarrOperators) throws DBAppException(){}