数据库三大范式（重要）

转自微信

上周四下午的VIP试听课是由芒果给大家介绍的MySQL的一些基础知识，在这里芒果给大家分享其中的一部分内容——对数据库三大范式做个小介绍：

范式（数据库的设计范式）是符合某一种级别的关系模式的集合。构造数据库必须遵循一定的规则，在关系数据库中，这种规则就是范式。关系数据库中的关系必须满足一定的要求，即满足不同的范式。范式，对于软件的性能、数据库的维护都是我们软件从业人员必须掌握的内容。

 

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）、Boyce-Codd范式（BCNF）、第四范式（4NF）和第五范式（5NF）。

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，所以在这里我也就跟大家介绍这三大范式。这六种范式关系如下图所示：

 

 

第一范式（1NF）

确保每列的原子性(强调的是列的原子性，即列不能够再分成其他几列)。实际上，第一范式是所有关系型数据库的最基本要求。

例：

按照1NF的要求如上图的数据表，它的第三列和第四列明显是不符合原子性的，这两列都可以被分割为两列，要符合第一范式，我们可以将其改为以下形式：

 

 

 

第二范式（2NF）

第二范式依赖第一范式，所以第二范式必须符合第一，然后第二范式需要确保数据库表中的每一列都和主键相关，而不能只与主键的某一部分相关（主要针对联合主键而言）。

例：

如上图所示数据表，它的主键为：学号+课程（联合主键），而姓名、系名、系主任都是仅仅依赖于学号，与课程无关，明显不符合第二范式。

对于每一个学生的姓名、系名、系主任信息都重复多次——数据冗余；如果学校新开设一个院系，还未招生，无学号即课程表，则系名跟系主任无法插入表格——插入异常；如果删除某一个系所有学生的成绩信息，那么系名、系主任信息也会随之消失——删除异常；如果修改某个学生的姓名，则表格中多条记录都要进行修改——修改异常。

对于这样的表格，我们肯定要进行修改的，那么要怎么修改才能满足第二范式呢？

我们首先来看表格属性的关系图：

从上图我们可以看出姓名、系名都与学号相关；而系主任与系名相关，间接与学号相关；分数与学号+课程名相关。因此我们可以根据这些关系依赖将表格，拆分为以下两个表格：

这样分割之后，表1的分数与主键（学号+课程）相关，表2的姓名、系名、系主任与主键（学号）相关，而非部分相关，满足第二范式要求。

 

第三范式（3NF）

在第二范式的基础上更进一层,目标是确保每列都和主键列直接相关,而不是间接相关(另外非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖)。

上面根据第二范式修改的表格中，在表2中，系主任是通过系名与学号间接相关的，明显不符合第三范式。

并且当一个系有多名学生时（在实际记录中，这是必然情况），系主任信息也会有多条——数据冗余；如果学校新开设一个院系，还未招生，无学号即课程表，则系名跟系主任无法插入表格——插入异常没有解决；如果删除某一个系所有学生的成绩信息，那么系名、系主任信息也会随之消失——删除异常也没有解决。 

对于这样的表格，我们肯定要进行修改的，那么要怎么继续修改才能满足第三范式呢？

我们再来看表格属性的关系图：

从上图我们可以看出姓名、系名都与学号直接相关；而系主任与系名直接相关；分数与学号+课程名相关。因此我们可以根据这些关系依赖将上面的表格2，拆分为以下两个表格，具体表格情况如下：

这样就满足了第三范式，而且对于数据冗余、插入异常、删除异常的情况都得到了解决。