Normal Form数据库表结构设计所遵从的范式

Posted 2020-08-15 尼克同学的博客

数据库设计是件严肃、关键的事儿，一毕业，加入一个大型的行业项目，那儿的前辈资深工程师，就给我灌输数据库如何关键、神圣、深不可测的观念，所以，我一直怀着崇拜的眼神。

几年前，项目经理把一个小项目的数据库设计工作交给我，我除了花费晚上和周末去完成。后来，更由于第一次负责整个系统的数据库设计，更请教了以前公司的架构师哥们，帮我把把关，看自己有哪些木有想到的。

后来，将设计方案通过了评审，甚是高兴，毕竟自己第一次设计一个系统的表结构，尽管，是一个小系统。

 

那么，有了几次数据库表结构设计经验，如何描述你设计表所遵循的原则呢？这时候，回归到大学课本，就是范式（Normal Form）。

 

第一范式：原子性，不可再分

原子性，即，字段应该是不可再分的。

 

是否为原子性

如，一个系统的地址用于邮寄商品，那么下表的ADDRESS是符合第一范式的。

ID	USER_NAME	AGE	PHONE	ADDRESS
1	Nick Huang	18	12345678	深圳市罗湖区地王大厦1003室

 

而如何判断是否原子性，这需要根据实际的业务判断。

比如一些系统仅根据地址作送货服务的，则使用上述的结构即满足第一范式；而某些系统，地址除了用于送货，还需要对用户所在地区分布做长期的统计，为了统计方便，上面的ADDRESS设计就不符合原子性了，也许应该为：

ID	USER_NAME	AGE	PHONE	PROVINCE	CITY	ADDRESS
1	Nick Huang	10	12345678	广东省	深圳市	地王大厦1003室

 

典型的例子：多个信息用分隔符拼接记录

还有其他一些典型的不符合原子性的，就是将多个数据放在一个字段中了。

如Phone字段：

ID	USER_NAME	AGE	PHONE
1	Nick Huang	10	23658745,25654150

 

还有这种情况，如EXT_FIELDS字段：

ID	USER_NAME	AGE	PHONE	ADDRESS	EXT_FIELDS
1	Nick Huang	10	12345678	深圳市XXX	<DATA><JOB>Programmer</JOB><PASSPORT>12345678</PASSPORT></DATA>

 

第二范式：非主键必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分

非主键必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分（联合主键）

 

不符合此特性的示例

博文《权限管理系统概要设计》有一系列用户权限的表，如果以此为例子，将其中的表结构设计为如下，则不符合第二范式：

USER_ID、ROLE_ID为主键，描述用户和角色的关联关系；STATUS描述这个关联关系是生效还是失效。

可以看出，STATUS是描述这段关联的，是依赖USER_ID、ROLE_ID的，即完全依赖于主键。

而USER_NAME是用户名称，它只依赖于USER_ID，即只依赖于主键的一部分。USER_NAME字段的设置不符合第二范式。

 

如果有一天，用户的名称需要修改，那么就要修改与此用户相关的每一笔关联的数据。

 

第三范式：非主键必须直接依赖于主键，而不是传递依赖或间接依赖

非主键必须直接依赖于主键，而不是传递依赖或间接依赖。

 

不符合此特性的示例

博文《权限管理系统概要设计》有一系列用户权限的表，如果以此为例子，将其中的表结构设计为如下，则不符合第三范式：

此为角色表，ID为角色ID，NAME为角色名称，STATUS为此角色是否生效，SYSTEM_ID为此角色所属的系统ID，SYSTEM_NAME为此角色所属的系统的名称。

可以看出SYSTEM_NAME为传递依赖，在角色表中SYSTEM_ID依赖与ID，而SYSTEM_NAME有依赖与SYSTEM_ID。SYSTEM_NAME字段的设置不符合第三范式。

 

后话

是不是数据库设计一定得严格遵守3范式呢？

这不一定，要视具体情况，实际上，常见许多情况故意设置冗余字段使系统查询更高效、更方便。

参考的优秀文章

数据库（第一范式，第二范式，第三范式）