数据库范式

Posted 2020-09-23

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）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式(4NF）和第五范式（5NF，又称完美范式）。
一般说来，数据库只需满足第三范式(3NF）就行了。
符合高一级范式的设计，必定符合低一级范式。
一、第一范式
符合1NF的关系中的每个属性都不可再分。
1NF是所有关系型数据库的最基本要求。
举个例子，数据库中有一列是姓名，姓名不可再分，符合1NF。还有一列是联系方式，而联系方式可以分为手机，QQ，微信等，这就是可再分，所以不符合1NF。
二、函数依赖
所谓函数依赖，可以理解为若在一张表中，在属性（或属性组）X的值确定的情况下，必定能确定属性Y的值，那么就可以说Y函数依赖于X，写作 X → Y。也就是说，在数据表中，不存在任意两条记录，它们在X属性（或属性组）上的值相同，而在Y属性上的值不同。这也就是“函数依赖”名字的由来，类似于函数关系 y = f(x)，在x的值确定的情况下，y的值一定是确定的。
举个例子，每个学号对应一个名字，不存在学号相同而姓名不同的人，这就可以说姓名依赖于学号，写作学号→姓名。但是反过来，可能存在两个人的姓名相同，而学号不同的记录，所以不能说学号依赖姓名。
在函数依赖的基础上，可以分出三种函数依赖，分别是完全函数依赖和部分函数依赖和传递函数依赖。
完全函数依赖：在一张表中，若 X → Y，且对于 X 的任何一个真子集（假如属性组 X 包含超过一个属性的话），X ‘ → Y 不成立，那么我们称 Y 对于 X 完全函数依赖。
例：根据学号和课程可以得到一个分数，这个分数是唯一的，但是一个学号可能对应多个分数，一个课程也对应多个分数，那么这个分数就对于学号+课程完全函数依赖。
部分函数依赖：假如 Y 函数依赖于 X，但同时 Y 并不完全函数依赖于 X，那么我们就称 Y 部分函数依赖于 X。
例：学号+课程可以得到一个姓名，但是这个姓名不完全对应学号+课程，只需要对应学号+课程的一部分，学号就行了，这是姓名就是对于学号+课程部分函数依赖。
传递函数依赖：假如 Z 函数依赖于 Y，且 Y 函数依赖于 X （严格来说还有一个X 不包含于Y，且 Y 不函数依赖于Z的前提条件），那么我们就称 Z 传递函数依赖于 X 。
例：通过学号可以确定学号所在学院，然后通过学院可以确定学院专业课程，那么专业课程对于学号就是传递函数依赖。
三、第二范式
2NF在1NF的基础之上，消除了非主键对于主键的部分函数依赖。
即不存在非主键只依赖主键的一部分。
四、第三范式
3NF在2NF的基础之上，消除了非主键对于主键的传递函数依赖。
即不存在非主键A依赖另一个非主键B，非主键B依赖主键。