范式及其在mysql数据库设计中的应用

Posted 2021-02-13 木心

一、什么是范式

　　1.1、范式：Normal Format，是离散数学的知识，是为了解决数据的存储与优化而提出来的。要求存储数据后，凡是能够通过关系寻找出来的数据，坚决不再重复存储，终极目标是为了减少数据的冗余。

　　1.2、范式是一种分层的规范，分为6层，每一层都比上一层更加严格，若要满足下一层范式，前提是满足上一层范式。6层范式：1NF，2NF...6NF；1NF是最底层，要求最低，6NF最高层，要求最严格。

　　1.3、mysql属于关系型数据库，有空间浪费，表设计时也要致力于节省存储空间。这与范式要解决的问题不谋而合，所以在设计mysql数据库时，会利用范式来指导设计。但是数据库不单是要解决空间问题，还要保证效率问题，范式只为解决空间问题，所以数据库的设计不可能完全按照范式的要求做。一般情况下，满足前三种范式就可以了。

　　1.4、范式在数据库的设计中是有指导意义，但不是强制规范。

二、第一范式

　　1NF：第一范式。在数据表存储数据的时候，如果表中设计的字段存储的数据，在取出来使用之前还需要额外的处理(拆分)，那么表的设计不满足第一范式。第一范式要求字段的数据具有原子性，不可再分。看下面的例子：

　　上表设计在某种情况下不存在问题。但是如果需求是将讲课时间查出来后，分别显示开课时间和结课时间，即将字段"讲课时间"的数据拆分使用，这就违背了数据的原子性，不符合第一范式。解决方案就是将字段"讲课时间"拆成"开课时间"和"结课时间"两个字段。需要注意的是，如果需求只是显示讲课时间，不拆开数据，上表就不存在问题。所以，表设计是否满足范式也是看需求的。

三、第二范式

　　2NF:第二范式，前提是满足第一范式。在数据表设计的过程中，如果有复合主键，且表中有字段并不是由整个主键来确定，而是依赖主键中的某个字段(主键的部分)；存在字段依赖主键的的部分的问题，称之为【部分依赖】。第二范式要求不能出现部分依赖。
        举例： 下表使用复合主键：讲师+班级，字段"性别"依赖讲师，而与班级无关，这就是部分依赖。

解决方案：使用逻辑主键

 

 四、第三范式

　　3NF：第三范式，前提是先满足第二范式。理论上讲，一张表中所有的字段都应该直接依赖主键(逻辑主键，代表的是业务主键)， 如果表设计中存在一个字段，并不直接依赖主键，而是通过某个非主键字段依赖，最终实现依赖主键，把这种不是直接依赖主键而是依赖非主键字段的依赖关系称之为【传递依赖】。第三范式就是要解决传递依赖的问题。第三范式要求所有字段都依赖主属性。

 

五、逆规范化

　　上面的例子中，我们可以通过讲师ID查询讲师表获取讲师信息，但是这需要查询两张表(关联查询)，比查询一张表效率要低。如果表记录非常多，为了效率，我们可能会讲师相关的常用信息也添加到开课表，多数情况下我们就查询开课表这一张表就可以满足需求，这样效率高。

　　逆规范化会导致数据冗余，所以我们要从数据冗余和查询效率两方面综合考虑。