数据库三大范式

Posted 2022-12-06

文章目录

• ​​（0）什么是数据库设计范式：​​
• ​​（1）第一范式​​
• ​​（2）第二范式​​
• ​​（3）第三范式​​

今天给大家讲一讲数据库三大范式

（0）什么是数据库设计范式：

• 数据库设计范式：数据库表的设计依据。按照范式设计数据库表，可以避免表中数据的冗余，空间的浪费。

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标准的讲法是这样子的：

• 第一范式：当关系模式R的所有属性都不能再分解为更基本的数据单位时，称R是满足第一范式，即属性不可分。
• 第二范式：如果关系模式R满足第一范式，并且R的所有非主属性都完全依赖于R的每一个候选关键属性，称R满足第二范式。
• 第三范式：设R是一个满足第一范式条件的关系模式，X是R的任意属性集，如果X非传递依赖于R的任意一个候选关键字，称R满足第三范式，即非主属性不传递依赖于键码。

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通俗的讲法是这样子的：

1. 第一范式：要求任何一张表必须有主键，每一个字段原子性不可再分。（属性不可分）
2. 第二范式：建立在第一范式的基础之上，要求所有非主键字段完全依赖主键，不要产生部分依赖。
3. 第三范式：建立在第二范式的基础之上，要求所有非主键字段直接依赖主键，不要产生传递依赖。

（1）第一范式

最核心，最重要的范式，所有表的设计都需要满足。
假设有一张表如下：

学生编号  学生姓名    联系方式
------------------------------------------
1001    张三    [e-mail],1359999999
1002    李四    [e-mail],13699999999
1001    王五    [e-mail],13488888888

可以看出上表不满足第一范式
原因：第一，没有主键（编号重复，不能唯一标识）；第二，联系方式可以分为邮箱地址和电话（可再分）：
我们将其重建

学生编号(pk)     学生姓名   邮箱地址     联系电话
---------------------------------------------------------
1001        张三     [e-mail]  1359999999
1002        李四     [e-mail]  13699999999
1003        王五     [e-mail]    13488888888

该表满足第一范式

（2）第二范式

假设有一张表

学生编号  学生姓名   教师编号  教师姓名
----------------------------------------------------
1001    张三    001   王老师
1002    李四    002   赵老师
1003    王五    001   王老师
1001    张三    002   赵老师

可以看出上表满足第一范式；不满足第二范式。
原因：多对多关系！（1个学生可能有多个老师，1个老师有多个学生）
学生编号 教师编号，两个字段联合做主键，复合主键（PK: 学生编号+教师编号）

学生编号+教师编号(pk)   学生姓名      教师姓名
----------------------------------------------------
1001    001       张三      王老师
1002    002       李四      赵老师
1003    001       王五      王老师
1001    002       张三      赵老师

上表不满足第二范式：张三”依赖1001，“王老师”依赖001，显然产生了部分依赖。

修改：使用三张表来表示多对多的关系

学生表

学生编号(pk)    学生名字
------------------------------------
  1001        张三
  1002        李四
  1003        王五
    

教师表

教师编号(pk)     教师姓名
--------------------------------------
  001       王老师
  002       赵老师

学生教师关系表

id(pk)      学生编号(fk)      教师编号(fk)
------------------------------------------------------
1         1001          001
2         1002          002
3         1003          001
4         1001          002

总结：多对多设计，三张表，关系表两个外键！

（3）第三范式

学生编号（PK） 学生姓名     班级编号     班级名称
---------------------------------------------------------
 1001     张三    01      一年一班
 1002     李四    02      一年二班
 1003     王五    03      一年三班
 1004     赵六    03      一年三班

1对多关系！（一个教室中有多个学生）

满足第一范式，有主键（学生编号）。
满足第二范式，因为主键不是复合主键，没有产生部分依赖。主键是单一主键。

不满足第三范式：一年一班依赖01，01依赖1001，产生了传递依赖。

修改：

班级表：一

班级编号(pk)      班级名称
----------------------------------------
 01           一年一班
 02           一年二班
 03           一年三班

学生表：多

学生编号（PK）   学生姓名     班级编号(fk)
-------------------------------------------
 1001       张三      01      
 1002       李四      02      
 1003       王五      03      
 1004       赵六      03

总结： 一对多，两张表，多的表加外键！

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一对一： 实际开发中，可能存在一张表字段太多，太庞大。这个时候要拆分表。

没有拆分表之前：一张表

t_user

    id          login_name    login_pwd      real_name              email               address........
------------------------------------------------------------------------------------------------------
    1           zhangsan        123             张三              zhangsan@xxx
    2           lisi            123             李四              lisi@xxx
    ...

这种庞大的表建议拆分为两张：

t_login 登录信息表

id(pk)      login_name    login_pwd 
------------------------------------------
1       zhangsan      123     
2       lisi        123     

t_user 用户详细信息表

id(pk)    real_name     email       address........ login_id(fk+unique)
-----------------------------------------------------------------------------------------
100     张三        zhangsan@xxx                1
200     李四        lisi@xxx                  2

总结：一对一，外键唯一！

注意：数据库设计三范式是理论上的；拆成多张表，查询的时候就需要连接多张表，由于笛卡尔积，查询速度慢。

实际中以空间（数据冗余）换取时间（高速）是可行的。而且不拆开表的话，SQL语句编写也简单。