OctaDB Engine

概述

在這個專案中，您將建立一個支援八叉樹索引的小型資料庫引擎。所需的功能是

1. 建立表
2. 插入元組
3. 更新元組
4. 刪除元組
5. 在表中搜尋二進位
6. 根據需要建立八叉樹
7. 在適當的情況下使用已建立的八叉樹。

表格

1. 每個表/關係都將作為頁面儲存在磁碟上（每個頁面都是一個單獨的檔案）。
2. 表列支援的類型是以下之一： java.lang.Integer 、 java.lang.String 、 java.lang.Double 、 java.util.Date （注意：可接受的日期格式為「YYYY-MM-DD」）

頁數

1. 頁有預定的固定最大行數 (N)。例如，如果一個表有40000個元組，如果N=200，則該表將儲存在200個文件中。
2. 您需要使用 Java 的二進位物件檔案 (.class) 來模擬頁面（以避免使用檔案系統頁面，這不是本課程的範圍）。單一頁面必須儲存為序列化 Vector (java.util.Vector) ，因為 Vector 是執行緒安全的。請注意，您可以透過實作 java.io.Serialized 介面將任何 Java 物件儲存到磁碟或從磁碟載入任何 Java 物件。實際上，您不需要向您的類別添加任何程式碼來將其保存到硬碟。
3. 單一元組應儲存在二進位檔案內的單獨物件中。
4. 您需要推遲頁面的加載，直到實際需要該頁面中的元組為止。請注意，使用頁面的目的是避免將整個表的內容載入到記憶體中。因此，它違背了在程式啟動時載入所有頁面的目的。
5. 如果刪除了頁面中的所有行，則需要刪除該頁面。不要保留完全空白的頁面。在插入的情況下，如果您嘗試插入整頁，請將一行下移到下一頁。除非您位於表格的最後一頁並且最後一頁已滿，否則不要建立新頁面。
6. 您可能會發現建立一個 Table java 類別來儲存有關頁面的相關資訊並像序列化頁面一樣序列化它很有用。

• 您需要將元資料儲存在文字檔案中。它應該有以下佈局： TableName、ColumnName、ColumnType、ClusteringKey、IndexName、IndexType、min、max
  • 如果列是主鍵，則ClusteringKey設定為 true。為簡單起見，您將始終根據主鍵對表中的行進行排序。這就是為什麼它也被稱為 clusteringkey。每個表只有 1 個集群鍵。
  • min和max 指的是該列可能的最小值和最大值。例如，如果使用者建立表格/關係 CityShop，指定多個屬性及其類型等…該檔案將是：

 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”

*您必須將上述元資料儲存在名為metadata.csv的單一檔案中。不要擔心它在解決方案中的大小（即不要對它進行分頁）。

*您必須使用metadata.csv 檔案來了解正在傳遞的資料的類型並驗證其類型是否正確。所以，不要把metadata.csv當作裝飾品！

指數

1. 您需要使用八叉樹來支援建立索引。八叉樹恰好有 3 個維度。您不需要支援其他類型的索引。
2. 每列都有一個關聯的範圍（最小值、最大值）。您應該使用此範圍在索引刻度上建立分區。
3. 當插入/刪除元組時，您應該更新現有的相關索引。
4. 如果在填充表後建立索引，則您別無選擇，只能掃描整個表以讀取資料並將其插入索引中。
5. 應用程式啟動時；為了避免掃描所有表來建立現有索引，您應該將索引本身保存到磁碟並在應用程式下次啟動時載入它。
6. 建立表時，不需要建立索引。當使用者透過呼叫 createIndex 方法請求時，稍後將建立索引
7. 一旦索引存在，就應該在可能的情況下使用它來執行查詢。因此，如果正在查詢的列上不存在索引（例如 select * from T where x = 20 and y= 30 and z = 20） ，則將使用 T 中的線性掃描來回答查詢。列上建立了索引，則應該使用該索引。
8. 請注意，如果在查詢中使用的任何列上建立了索引，則應在回答多維部分查詢時使用索引，例如select * from Table1 where Table1.column1=value1 and Table1.column2=value2 and Table1.column3= value3和Table1.column4=value4;並且已經在 Table1.column1、Table1.column2 和 Table1.column3 上建立了索引，那麼它應該用於回答查詢。
9. SQLTerm 內部的運算子可以是 >、>=、<、<=、!= 或 =
10. SQLTerm 之間的運算子（如上面的 strarrOperators 中）是AND、OR 或 XOR。
11. DBAppException 是一個通用異常，以避免在執行時間破壞測試案例。您可以透過在建立時傳遞不同的訊息來自訂異常。每當向您傳遞會違反架構完整性的資料時，您都應該拋出異常。
12. SQLTerm 是一個具有 4 個屬性的類別：String _strTableName、String _strColumnName、String _strOperator 和 Object _objValue
13. 迭代器是 java.util.Iterator 的一個接口，使客戶端程式碼能夠逐行迭代結果。無論您傳回保存結果集的任何對象，它都應該實作 Iterator 介面。 14.您應該檢查傳遞的類型，而不是只接受任何類型 - 否則，您的程式碼將因無效輸入而崩潰。 *您的主類別應稱為 DBApp.java，並且應具有以下七個具有指定簽章的方法。參數名稱使用匈牙利表示法書寫

 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(){}