【MySQL】数据库范式

迷途书生、

于 2021-01-22 11:46:27 发布

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本文介绍了数据库设计中的范式概念，包括1NF、2NF、3NF、BCNF和4NF，阐述了每种范式的主要特点和作用，以及遵循这些范式带来的优点，如减少数据冗余、消除异常。同时，也指出在实际应用中，选择合适的范式以平衡数据完整性和查询效率的重要性。

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1、数据库范式简介

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。

但是数据库范式绝对不是越高越好，范式越高，意味着表越多，多表联合查询的几率就越大，SQL查询的效率就变低。

一般开发中只遵从第三范式就好，是具体情况而定。

2、应用范式优点

（1）减少数据冗余（这是最主要的好处，其他好处都是由此而附带的）

（2）消除异常（插入异常，更新异常，删除异常）

（3）让数据组织的更加和谐

3、常见范式简述

常见的范式有1NF、2NF、3NF、BCNF以及4NF。下面对这几种常见的范式进行简要分析。

1）第一范式（1NF）

特点：每一列保持原子特性，列都是基本数据项，不能够再进行分割，否则设计成一对多的实体关系。

实例：

学生表（学号、用户名、性别、年龄，地址）

例：陕西省西安市未央区学府中路西安工业大学

地址信息还包含省市区可以拆分

拆分改造后：

学生表（学号、用户名、性别、年龄、地址ID）

地址表（地址ID、省、市、区、街道、学校）

注意：不符合第一范式不能称作关系型数据库。

2）第二范式（2NF）

特点：非主属性完全依赖于主键(主要针对联合主键-->消除部分依赖)

符合第一范式的基础上，非主属性完全依赖于主关键字，如果不是完全依赖主键，应该拆分成新的实体，设计成一对多的实体关系。

示例：

学生选课表（学生ID、学生姓名、学生性别、课程ID、课程成绩）

主键（学生ID、课程Id）

学生姓名-》学生ID -》部分依赖

学生性别-》学生ID -》部分依赖

课程成绩-》（学生ID、课程id）-》完全依赖

拆分改造后：

学生表（学生ID、学生姓名、学生性别）

主键：学生ID

课程成绩表（课程ID、学生ID、成绩）

主键：(课程ID、学生ID)

由于不符合2NF，这个选课关系表会存在如下问题：

(1) 数据冗余：

同一名学生选了n门课程，姓名和性别就重复了n-1次。

(2) 更新异常：

若调整了某名同学的姓名，这位同学如果选了好多门课，数据表中所有行的姓名都要更新，否则会出现同一ID姓名不同的情况。

(3) 插入异常：

假设有一名新学生还没有选课。这样，由于还没有“课程ID”关键字，学生的个人信息也无法记录入数据库。

(4) 删除异常：假设有一名因学生考试作弊课程成绩被删除，则该学生个人信息也被删除。

3）第三范式（3NF）

特点：属性不依赖于其它非主属性（消除依赖传递）

基于第二范式的基础，非主属性只依赖于主属性。

要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。

示例：

学生表（学生ID、学生姓名、学生性别、学院id、学院电话）
主键：学生ID
学生姓名→学生ID
学生性别→学生ID
学院名称→学生ID
学院电话 → 学生ID → 查询学院id → 查询学院电话
拆分改造后：
学生表：（学生ID、学生姓名、学生性别、学院ID）主键：学生ID
学院表：（学院ID、学院名称、学院电话）主键：学院ID

拆分改造前由于不符合3NF，这个学生选课表会存在如下问题：

（1）数据冗余
有n名学生，则学院id和学院电话就被重复了n次。

（2）更新异常
若调整了学院电话，数据表中所有行的学院电话值都要更新，否则会出现同一学院id学院电话不同的情况。有上万个学生就要改上万次。

（3）插入异常

假设有一个学院没有电话，这样，由于还没有“学院电话”关键字，学生的个人信息也无法记录入数据库。

（4）删除异常

学生毕业要删除学生信息，删除后学院的电话也没有了。

注意：一般关系型数据库满足第三范式就可以了！