数据库设计三大范式

Posted 2020-08-31 不想下火车的人

     范式是从英文Normal Form翻译过来的，这里主要说前面3个范式。这3个范式步步为营，后面的范式必须以前面范式为基础，如果没有实现第一范式，那么是不可能实现第二范式的，更别说第三范式了。这3个范式的提出都是为了避免数据冗余和插、改、删的操作异常。

1、第一范式（1NF）：强调列的原子性，要求每一列都不能再细分。举例，有张学生信息表：学号、姓名、班级。这里列“班级”就不是原子的，因为可以拆分为“年级”和“班级”。如果不拆分就会导致数据冗余，如：

学号     姓名      班级

1         张三      高三1班

2         李四      高三2班

3         王五      高一1班

     从上面可以看到“班级”里的年级是重复的，这个倒还好，问题是如果现在我们需要修改年级，比如“高三”改成“毕业班”，那就麻烦了，只能整张表去“班级”里一个一个改。

2、第二范式（2NF）：在1NF的基础上，两个要求，一是必须有主键，二是非主键必须完全依赖主键。第一个要求好理解，第二个要求就不是那么容易理解了。其实很简单，因为要求其他列不能只依赖部分主键，就说明了必须要有两个或两个以上才能会有部分主键的说法。因此只有联合主键才会出现满足不了2NF的情况，说白了就是两个主键拆分成两张表。再举个例子：

学号     姓名     年级     班级     课程    最高分   成绩

1         张三     高三     1班      语文    100      80

2         李四     高三     2班      语文    100      78

3         王五     高一     1班      英语    150      123

1         张三     高三     1班      数学    120      49

2         李四     高三     2班      数学    120      113

     我们已经满足了1NF，但现在表里多了课程和最高分，我们有两个主键了：学号和课程。姓名、年级、班级和成绩都依赖学号；最高分依赖课程而不是学号。这种情况就叫做依赖主键的一部分。从上面看，很明显数据冗余了，而且如果要修改“语文”的“最高分”为150，那么还是只能整表一个一个修改；如果学校取消“英语”课程了，删掉“英语”也就删掉“王五”了，可怜的王五就没成绩记录了；如果新增一个“物理”课程，最高分“180”，那么对不起，没法插进来，因为目前还没人报考，没有“学号”主键和依赖它的列。

3、第三范式（3NF）：在2NF的基础上，非主键必须直接依赖主键。2NF是要完全依赖，这里是要直接依赖，不能有依赖传递的情况。比如列C依赖列B，列B依赖列A，而A才是主键，那么列C就是传递依赖于主键A。这种情况也必须拆分成两张表。举例：

学号     姓名     年级     班级     班主任      班主任手机号

1         张三     高三     1班      张老三      13811111111

2         李四     高三     2班      张老三      13811111111

3         王五     高一     1班      王老五      13922222222

     目前只有一个主键“学号”，姓名、年级、班级、班主任、班主任手机号都依赖于主键，所以符合2NF。但是“班主任手机号”存在传递依赖，因为它依赖于“班主任”，“班主任”依赖于“学号”。数据依然冗余，班主任换手机号的话还是得多处修改，新增个班主任同样存在没地方放的情况，删个手机号也有可能把班主任给删没了。

     这里2NF和3NF有点不好区分，关键还是看是否联合主键。单主键不会出现主键部分依赖的问题。