MySQL设计之三范式

Posted 2020-09-10 杜文健

网上查找了一些资料，记录如下并加入自己的理解。

设计关系数据库时，遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库，这些不同的规范要求被称为不同的范式，各种范式呈递次规范，越高的范式数据库冗余越小。但是有些时候一昧的追求范式减少冗余，反而会降低数据读写的效率，这个时候就要反范式，利用空间来换时间。

目前关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式(4NF）和第五范式（5NF，又称完美范式）。满足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基础上进一步满足更多规范要求的称为第二范式（2NF），其余范式以次类推。一般说来，数据库只需满足第三范式(3NF）就行了。所以这里就只记录三范式相关的知识。

三范式

1NF:字段不可分; 
2NF:有主键，非主键字段依赖主键; 
3NF:非主键字段不能相互依赖; 

解释: 
1NF:原子性 字段不可再分,否则就不是关系数据库; 
2NF:唯一性 一个表只说明一个事物; 
3NF:每列都与主键有直接关系，不存在传递依赖; 

第一范式（1NF）

即表的列的具有原子性,不可再分解，即列的信息，不能分解, 只要数据库是关系型数据库(MySQL/Oracle/db2/informix/sysbase/sql server)，就自动的满足1NF。数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项，而不能是集合，数组，记录等非原子数据项。如果实体中的某个属性有多个值时，必须拆分为不同的属性 。通俗理解即一个字段只存储一项信息。

关系型数据库: mysql/oracle/db2/informix/sysbase/sql server
非关系型数据库: (特点: 面向对象或者集合)
NoSql数据库: MongoDB/Redis(特点是面向文档)

第二范式（2NF）

第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为实现区分通常需要我们设计一个主键来实现(这里的主键不包含业务逻辑)。

即满足第一范式前提，当存在多个主键的时候，才会发生不符合第二范式的情况。比如有两个主键，不能存在这样的属性，它只依赖于其中一个主键，这就是不符合第二范式。通俗理解是任意一个字段都只依赖表中的同一个字段。（涉及到表的拆分）

第三范式（3NF）

满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主键字段。就是说，表的信息，如果能够被推导出来，就不应该单独的设计一个字段来存放(能尽量外键join就用外键join)。很多时候，我们为了满足第三范式往往会把一张表分成多张表。

即满足第二范式前提，如果某一属性依赖于其他非主键属性，而其他非主键属性又依赖于主键，那么这个属性就是间接依赖于主键，这被称作传递依赖于主属性。 通俗解释就是一张表最多只存两层同类型信息。

反三范式

没有冗余的数据库未必是最好的数据库，有时为了提高运行效率，提高读性能，就必须降低范式标准，适当保留冗余数据。具体做法是： 在概念数据模型设计时遵守第三范式，降低范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑。降低范式就是增加字段，减少了查询时的关联，提高查询效率，因为在数据库的操作中查询的比例要远远大于DML的比例。但是反范式化一定要适度，并且在原本已满足三范式的基础上再做调整的。

 

知乎上对范式和反范式的理解：

摘自 https://www.zhihu.com/question/19900437
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作者：孙文亮
链接：https://www.zhihu.com/question/19900437/answer/14089402
来源：知乎


数据库设计应该也是分为三个境界的：
第一个境界，刚入门数据库设计，范式的重要性还未深刻理解。这时候出现的反范式设计，一般会出问题。
第二个境界，随着遇到问题解决问题，渐渐了解到范式的真正好处，从而能快速设计出低冗余、高效率的数据库。
第三个境界，再经过N年的锻炼，是一定会发觉范式的局限性的。此时再去打破范式，设计更合理的反范式部分。
范式就像武侠里面的招数，初学者妄想不按招数来，只能死的很难堪。毕竟招数都是高手总结归纳的精华。而随着武功提高，招数熟练之后，必然是发现招数的局限性，要么忘掉招数，要么自创招数。只要努力，加上多熬几年，总能达到第二个境界，总会觉得范式是经典。此时能不过分依赖范式，快速突破范式局限性的人，自然是高手。