数据库的范式

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第一范式(1NF)
如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项,则R∈1NF。第一范式是对关系模式的最起码的要求。不满足第一范式的数据库模式不能称为关系数据库。但是满足第一范式的关系模式并不一定是一个好的关系模式。

第二范式(2NF)
若关系模式R∈1NF,并且每一个非主属性都完全函数依赖于R的码,则R∈2NF。

第三范式(3NF)
关系模式R<U,F> 中若不存在这样的码X、属性组Y及非主属性Z(Z  Y), 使得X→Y,Y → X,Y→Z,成立,则称R<U,F> ∈ 3NF。若R∈3NF,则R的每一个非主属性既不部分函数依赖于候选码也不传递函数依赖于候选码。
BC范式(BCNF)
设关系模式R<U,F>∈1NF,如果对于R的每个函数依赖X→Y,若Y不属于X,则X必含有候选码,那么R∈BCNF。换句话说,在关系模式R<U,F>中,如果每一个决定属性集都包含候选码,则R∈BCNF。
BCNF的关系模式所具有的性质
⒈ 所有非主属性都完全函数依赖于每个候选码。
⒉ 所有主属性都完全函数依赖于每个不包含它的候选码。
⒊ 没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。

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### 数据库范式的概念 数据库设计中的范式是为了减少数据冗余并提高数据一致性而建立的一系列规则。这些规则由 Edgar F. Codd 提出,用于关系型数据库的设计和优化[^1]。 #### 第一范式 (1NF) 第一范式规定表中的每一列都必须是原子性的,即不可再分的数据项。这意味着每个字段只包含单一值,不允许有重复组或数组形式的存在[^2]。 ```sql -- 不符合 1NF 的例子 CREATE TABLE Employees ( EmployeeID INT, Name VARCHAR(50), Skills VARCHAR(255) -- 存储多个技能, 如 'Java,C++,Python' ); -- 符合 1NF 的改进版本 CREATE TABLE EmployeeSkills ( EmployeeID INT, SkillName VARCHAR(50) ); ``` #### 第二范式 (2NF) 第二范式是在满足第一范式的基础上进一步消除部分依赖。如果一个非主属性完全函数依赖于候选键,则该表格处于第二范式。这有助于防止更新异常、插入异常以及删除异常的发生[^3]。 #### 第三范式 (3NF) 第三范式要求在达到第二范式的同时去除传递依赖——当存在 A → B 和 B → C 这样的情况时,C 应直接依赖于 A 而不是通过中间件 B 来间接关联[^4]。 ```sql -- 原始表不符合 3NF CREATE TABLE Orders ( OrderID INT PRIMARY KEY, CustomerID INT, ProductID INT, ProductPrice DECIMAL(8, 2), -- Price depends on product ID but not order itself. Quantity INT ); -- 改进后的结构遵循 3NF CREATE TABLE Products ( ProductID INT PRIMARY KEY, ProductPrice DECIMAL(8, 2) ); CREATE TABLE Orders ( OrderID INT PRIMARY KEY, CustomerID INT, ProductID INT, Quantity INT, FOREIGN KEY (ProductID) REFERENCES Products(ProductID) ); ``` ### 数据库范式的应用场景 对于小型项目或者性能优先的应用场景来说,可能不需要严格遵守所有的范式标准;但对于大型企业级应用程序而言,在设计初期就应该考虑如何合理运用不同级别的范式来构建高效稳定的数据库架构[^5]。 - **电子商务平台**:为了确保订单处理过程中不会因为商品价格变动而导致历史记录错误,通常会采用较高层次的范式分离产品信息与销售详情。 - **社交网络服务**:用户资料和个人动态之间也应保持良好的独立性,以便更好地管理和维护个人隐私设置及内容权限控制。
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