数据库中的1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF、5NF是怎么回事？

Posted 2023-05-16

范式，一般意义上是指关系数据库的设计范式
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。
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）、巴德斯科范式（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。
第一范式（1NF）无重复的列　　所谓第一范式（1NF）是指在关系模型中，对域添加的一个规范要求，所有的域都应该是原子性的，即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。即实体中的某个属性有多个值时，必须拆分为不同的属性。在符合第一范式（1NF）表中的每个域值只能是实体的一个属性或一个属性的一部分。简而言之，第一范式就是无重复的域。
说明：在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的设计基本要求，一般设计中都必须满足第一范式（1NF）。不过有些关系模型中突破了1NF的限制，这种称为非1NF的关系模型。换句话说，是否必须满足1NF的最低要求，主要依赖于所使用的关系模型。第二范式（2NF）属性　　在1NF的基础上，非码属性必须完全依赖于码[在1NF基础上消除非主属性对主码的部分函数依赖]
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记录必须可以被唯一地区分。选取一个能区分每个实体的属性或属性组，作为实体的唯一标识。例如在员工表中的身份证号码即可实现每个一员工的区分，该身份证号码即为候选键，任何一个候选键都可以被选作主键。在找不到候选键时，可额外增加属性以实现区分，如果在员工关系中，没有对其身份证号进行存储，而姓名可能会在数据库运行的某个时间重复，无法区分出实体时，设计辟如ID等不重复的编号以实现区分，被添加的编号或ID选作主键。（该主键的添加是在ER设计时添加，不是建库时随意添加）
第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。简而言之，第二范式就是在第一范式的基础上属性完全依赖于主键。第三范式（3NF）属性　　在1NF基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性[在2NF基础上消除传递依赖]
第三范式（3NF）是第二范式（2NF）的一个子集，即满足第三范式（3NF）必须满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个关系中不包含已在其它关系已包含的非主关键字信息。例如，存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门简介等信息。那么在的员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（3NF）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性，也就是在满足2NF的基础上，任何非主属性不得传递依赖于主属性。巴德斯科范式（BCNF）属性　　在1NF基础上，任何非主属性不能对主键子集依赖[在3NF基础上消除对主码子集的依赖]
巴德斯科范式（BCNF）是第三范式（3NF）的一个子集，即满足巴德斯科范式（BCNF）必须满足第三范式（3NF）。通常情况下，巴德斯科范式被认为没有新的设计规范加入，只是对第二范式与第三范式中设计规范要求更强，因而被认为是修正第三范式，也就是说，它事实上是对第三范式的修正，使数据库冗余度更小。这也是BCNF不被称为第四范式的原因。某些书上，根据范式要求的递增性将其称之为第四范式是不规范，也是更让人不容易理解的地方。而真正的第四范式，则是在设计规范中添加了对多值及依赖的要求。
对于BCNF，在主码的任何一个真子集都不能决定于非主属性。关系中U主码，若U中的任何一个真子集X都不能决定于非主属性Y，则该设计规范属性BCNF。例如：在关系R中，U为主码，A属性是主码中的一个属性，若存在A->Y,Y为非主属性，则该关系不属性BCNF。
一般关系型数据库设计中，达到BCNF就可以了！

参考资料：http://baike.baidu.com/view/402020.htm

参考技术A 这是数据库中的范式，关系数据库中的关系是要满足一定要求的，满足不同程度要求的为不同范式。满足最低要求的是第一范式，也就是1NF，在第一范式中满足进一步要求的为2NF，其余以此类推。一般情况只满足3NF就够了，对于更高级别的范式就没什么意义，并不是满足越高的范式的关系就一定是好的。

数据库范式小结 1NF 2NF BCNF 3NF 4NF DB normal form

1. 1NF指关系中的每个变量不可再分

2. 2NF指消除了非主属性对码(candidate key)的部分依赖的1NF

   比如（S#,C#）-> SN ，（S#,C#）-> SD 。S#->SD那么SD部分依赖与候选键，不是2NF，仅仅能是1NF；分解为SC(S#, C#, G)和S_SD(S#,SN,SD,DEAN)就是2NF

3. BCNF指消除了主属性对码(candidate key)的部分依赖的2NF

比如 （S#,C#）->T#, T#->C#不是BCNF。由于candidate 是 （S#,T#）,(S#,C#)，主属性C#部分依赖于（S#,T#），所以不是BCNF。能够分解为：

（S#,T#）,(T#,C#)两张表

4. 3NF指消除了传递依赖的BCNF

比如 S#->SD, SD->DEAN不是3NF，由于DEAN传递依赖于S#，能够分解为STUDENT(S#,SN,SD)和DEPT(SD,DEAN)

4. 4NF指消除了多值依赖的3NF

比如：

 他的原来的主键为(C#,T#,B#),分解为(C#,T#)和(C#,B#)

Comments: SN = Student Name, SD = Student Department, T# = the # of teacher