C++NoSQL数据模型设计

在设计C++中的NoSQL数据模型时，我们需要考虑NoSQL数据库的特点，如键值对、文档、列族和图数据库。以下是一些常见NoSQL数据模型的设计思路和示例代码：

1. 键值对（Key-Value）

键值对是最简单的NoSQL数据模型。每个键对应一个值，值可以是任意类型的数据。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>

class KeyValueStore {
public:
    void put(const std::string& key, const std::string& value) {
        data[key] = value;
    }

    std::string get(const std::string& key) const {
        auto it = data.find(key);
        if (it != data.end()) {
            return it->second;
        }
        return "";
    }

private:
    std::unordered_map<std::string, std::string> data;
};

int main() {
    KeyValueStore store;
    store.put("name", "Alice");
    store.put("age", "30");

    std::cout << "Name: " << store.get("name") << std::endl;
    std::cout << "Age: " << store.get("age") << std::endl;

    return 0;
}

2. 文档（Document）

文档模型以JSON-like格式存储数据，每个文档是一个键值对的集合。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
#include <nlohmann/json.hpp>

using json = nlohmann::json;

class DocumentStore {
public:
    void put(const std::string& id, const json& doc) {
        data[id] = doc;
    }

    json get(const std::string& id) const {
        auto it = data.find(id);
        if (it != data.end()) {
            return it->second;
        }
        return json();
    }

private:
    std::unordered_map<std::string, json> data;
};

int main() {
    DocumentStore store;
    json person = R"(
    {
        "name": "Alice",
        "age": 30
    }
    )"_json;

    store.put("person1", person);

    json retrievedPerson = store.get("person1");
    std::cout << "Name: " << retrievedPerson["name"] << std::endl;
    std::cout << "Age: " << retrievedPerson["age"] << std::endl;

    return 0;
}

3. 列族（Column Family）

列族模型类似于关系数据库中的表，但每个列族可以有不同的列。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
#include <vector>

class ColumnFamilyStore {
public:
    void put(const std::string& rowKey, const std::string& columnFamily, const std::string& columnName, const std::string& value) {
        data[rowKey][columnFamily].push_back({columnName, value});
    }

    std::vector<std::string> get(const std::string& rowKey, const std::string& columnFamily) const {
        auto rowIt = data.find(rowKey);
        if (rowIt != data.end()) {
            auto familyIt = rowIt->second.find(columnFamily);
            if (familyIt != rowIt->second.end()) {
                return familyIt->second;
            }
        }
        return {};
    }

private:
    std::unordered_map<std::string, std::unordered_map<std::string, std::vector<std::pair<std::string, std::string>>>> data;
};

int main() {
    ColumnFamilyStore store;
    store.put("row1", "cf1", "name", "Alice");
    store.put("row1", "cf1", "age", "30");

    std::vector<std::string> name = store.get("row1", "cf1");
    std::vector<std::string> age = store.get("row1", "cf1");

    std::cout << "Name: ";
    for (const auto& n : name) {
        std::cout<< n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "Age: ";
    for (const auto& a : age) {
        std::cout<< a << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

4. 图数据库（Graph Database）

图数据库存储数据以节点和边的形式表示，适用于复杂的关系网络。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
#include <vector>

class GraphDatabase {
public:
    void addNode(const std::string& id) {
        nodes[id] = {};
    }

    void addEdge(const std::string& from, const std::string& to) {
        nodes[from].push_back(to);
        nodes[to].push_back(from);
    }

    std::vector<std::string> getNeighbors(const std::string& id) const {
        auto it = nodes.find(id);
        if (it != nodes.end()) {
            return it->second;
        }
        return {};
    }

private:
    std::unordered_map<std::string, std::vector<std::string>> nodes;
};

int main() {
    GraphDatabase db;
    db.addNode("A");
    db.addNode("B");
    db.addNode("C");
    db.addEdge("A", "B");
    db.addEdge("B", "C");

    std::vector<std::string> neighbors = db.getNeighbors("A");
    std::cout << "Neighbors of A: ";
    for (const auto& n : neighbors) {
        std::cout<< n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

这些示例代码展示了如何在C++中实现不同类型的NoSQL数据模型。根据具体需求，可以选择合适的数据模型来存储和检索数据。