Работа с базами данных в C++: PostgreSQL и MongoDB для начинающих

Введение в работу с базами данных на C++

Современные приложения редко обходятся без хранения данных. C++ — мощный язык системного программирования, который отлично подходит для высоконагруженных проектов, работающих с базами данных. В этой статье мы разберем, как подключиться к двум популярным СУБД — реляционной PostgreSQL и документо-ориентированной MongoDB — и выполнить базовые операции (CRUD).

Материал рассчитан на начинающих: вы узнаете, какие библиотеки нужны, как их установить, и увидите готовые примеры кода. После прочтения вы сможете самостоятельно интегрировать C++ с любой из этих баз данных.

PostgreSQL в C++: реляционный подход

PostgreSQL — одна из самых надежных реляционных СУБД с открытым исходным кодом. Для работы с ней из C++ используется библиотека libpqxx — официальная обертка над C-библиотекой libpq.

Установка libpqxx

В Linux (Ubuntu/Debian) установка выполняется одной командой:

sudo apt-get install libpqxx-dev

Для Windows можно использовать vcpkg:

vcpkg install libpqxx

Подключение и выполнение запроса

Рассмотрим простейший пример: подключение к базе данных, создание таблицы и вставка данных.

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

int main() {
    try {
        // Подключение к БД (замените параметры на свои)
        pqxx::connection conn("dbname=testdb user=postgres password=secret hostaddr=127.0.0.1 port=5432");
        
        if (conn.is_open()) {
            std::cout << "Подключение к PostgreSQL успешно!" << std::endl;
        }

        // Создание транзакции
        pqxx::work txn(conn);

        // Создание таблицы
        txn.exec("CREATE TABLE IF NOT EXISTS users ("
                 "id SERIAL PRIMARY KEY, "
                 "name VARCHAR(100) NOT NULL, "
                 "email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL)");

        // Вставка данных
        txn.exec("INSERT INTO users (name, email) VALUES "
                 "('Иван Петров', 'ivan@example.com'), "
                 "('Мария Смирнова', 'maria@example.com')");

        // Фиксация транзакции
        txn.commit();
        std::cout << "Данные успешно добавлены!" << std::endl;

    } catch (const std::exception &e) {
        std::cerr << "Ошибка: " << e.what() << std::endl;
        return 1;
    }
    return 0;
}

Чтение данных (SELECT)

Для выборки данных используйте итератор результата:

pqxx::work txn(conn);
pqxx::result result = txn.exec("SELECT id, name, email FROM users");

for (const auto &row : result) {
    int id = row["id"].as<int>();
    std::string name = row["name"].as<std::string>();
    std::string email = row["email"].as<std::string>();
    std::cout << id << " | " << name << " | " << email << std::endl;
}

Важно: Всегда используйте параметризованные запросы для защиты от SQL-инъекций:

txn.exec_params("INSERT INTO users (name, email) VALUES ($1, $2)",
                "Алексей", "alex@example.com");

MongoDB в C++: документо-ориентированный подход

MongoDB — NoSQL база данных, хранящая данные в формате BSON (бинарный JSON). Для C++ существует официальный драйвер mongocxx.

Установка mongocxx

Установка на Linux (требуется предварительно установить MongoDB C Driver):

sudo apt-get install libmongoc-dev libbson-dev
git clone https://github.com/mongodb/mongo-cxx-driver.git
cd mongo-cxx-driver
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DBSONCXX_POLY_USE_MNMLSTC=ON
make -j4
sudo make install

Подключение и CRUD-операции

Следующий код демонстрирует подключение к MongoDB и базовые операции:

#include <iostream>
#include <bsoncxx/builder/stream/document.hpp>
#include <bsoncxx/json.hpp>
#include <mongocxx/client.hpp>
#include <mongocxx/instance.hpp>
#include <mongocxx/uri.hpp>

int main() {
    try {
        // Инициализация драйвера (выполняется один раз)
        mongocxx::instance instance{};

        // Подключение к localhost:27017
        mongocxx::client client{mongocxx::uri{"mongodb://localhost:27017"}};

        // Выбор базы данных и коллекции
        auto db = client["testdb"];
        auto collection = db["users"];

        // Вставка документа
        bsoncxx::builder::stream::document document{};
        document << "name" << "Иван Петров"
                 << "email" << "ivan@example.com"
                 << "age" << 30;

        auto result = collection.insert_one(document.view());
        std::cout << "Вставлен документ с ID: " 
                  << result->inserted_id().get_oid().value.to_string() 
                  << std::endl;

        // Поиск документа
        auto cursor = collection.find({});
        for (auto&& doc : cursor) {
            std::cout << bsoncxx::to_json(doc) << std::endl;
        }

    } catch (const std::exception &e) {
        std::cerr << "Ошибка: " << e.what() << std::endl;
        return 1;
    }
    return 0;
}

Фильтрация и обновление

Пример поиска по условию и обновления документа:

// Поиск пользователя по email
auto filter = bsoncxx::builder::stream::document{} 
    << "email" << "ivan@example.com" << bsoncxx::builder::stream::finalize;

auto result_doc = collection.find_one(filter.view());
if (result_doc) {
    std::cout << "Найден: " << bsoncxx::to_json(*result_doc) << std::endl;
}

// Обновление: увеличить age на 1
auto update = bsonc