数据库三范式

数据库的**三范式（3NF，Third Normal Form）**是数据库设计中的一套规范，旨在减少数据冗余，提高数据一致性。以下是三范式的详细介绍：

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第一范式（1NF，First Normal Form）

要求：

1. 数据原子性（列不可再分）：每一列的值必须是最小单位，不可再拆分。
2. 同一列中的数据类型相同：例如，不能在 phone_number 列中同时存放电话号码和电子邮件地址。
3. 表中必须有主键：每一行数据必须有一个唯一标识（主键）。

示例（不符合 1NF）

学号	姓名	电话号码
1001	张三	13812345678, 13998765432

问题：

• 电话号码字段存储了多个电话号码，违反了原子性，应该拆分成单独的行或单独的表。

符合 1NF

学号	姓名	电话号码
1001	张三	13812345678
1001	张三	13998765432

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第二范式（2NF，Second Normal Form）

要求：

1. 符合第一范式（1NF）
2. 消除部分依赖（消除非主键列对主键的部分依赖）：
   • 如果主键是复合主键（由多个字段组成），则非主键字段必须完全依赖于整个主键，而不能仅依赖其中的一部分。

示例（不符合 2NF）

订单号	产品ID	产品名称	价格	购买数量
001	P001	手机	3000	2
001	P002	电脑	5000	1

问题：

• 订单号 + 产品ID 作为主键，但 产品名称 和 价格 仅依赖于 产品ID，与 订单号 无关，造成部分依赖。

符合 2NF
拆分成两张表：

1. 订单详情表

   订单号	产品ID	购买数量
   001	P001	2
   001	P002	1

2. 产品表

   产品ID	产品名称	价格
   P001	手机	3000
   P002	电脑	5000

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第三范式（3NF，Third Normal Form）

要求：

1. 符合第二范式（2NF）
2. 消除传递依赖（非主键字段不能依赖于其他非主键字段）：
   • 非主键字段必须直接依赖于主键，而不能通过其他非主键字段间接依赖。

示例（不符合 3NF）

员工ID	姓名	部门ID	部门名称
1001	张三	D01	市场部
1002	李四	D02	技术部

问题：

• 部门名称 依赖于 部门ID，而 部门ID 依赖于 员工ID，这属于传递依赖。
• 如果某个部门没有员工，则 部门名称 无法存储，会导致数据冗余和更新异常。

符合 3NF
拆分成两张表：

1. 员工表

   员工ID	姓名	部门ID
   1001	张三	D01
   1002	李四	D02

2. 部门表

   部门ID	部门名称
   D01	市场部
   D02	技术部

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总结

级别	规范	解决问题
1NF	消除重复列，保证原子性	防止一个字段存储多个值
2NF	消除部分依赖	确保所有非主键列完全依赖于整个主键
3NF	消除传递依赖	确保所有非主键列只直接依赖于主键

满足三范式后，数据库设计更加规范化，减少了数据冗余，提高了数据一致性，但可能会导致查询时需要多表关联，影响查询效率。因此，在实际应用中，需要在范式化（减少冗余）和反范式化（提高性能）之间做平衡。