数据库范式与反范式

         提到范例，大家都知道第一范式，第二范式，第三范式。可是我们明白这些范式的深层含意吗？这些范式什么时候用，用它们有什么好处呢？下面我们就一起带着这些问题边想边读下面的文章。

         范式 ：英文名称是 Normal Form，它是英国人 E.F.Codd（关系数据库的老祖宗）在上个世纪70年代提出关系数据库模型后总结出来的，范式是关系数据库理论的基础，也是我们在设计数据库结构过程 中所要遵循的规则和指导方法。数据库的设计范式是数据库设计所需要满足的规范。只有理解数据库的设计范式，才能设计出高效率、优雅的数据库，否则可能会设 计出错误的数据库.目前有迹可寻的共有8种范式，依次是：1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF，5NF，DKNF，6NF。满足最低要求的叫第一范 式，简称1NF。在第一范式基础上进一步满足一些要求的为第二范式，简称2NF。其余依此类推。通常所用到的只是前三个范式，即：第一范式（1NF），第 二范式（2NF），第三范式（3NF）。下面就简单介绍下这三个范式。

◆ 第一范式（1NF）： 强调的是列的原子性，即列不能够再分成其他几列。
考虑这样一个表：【联系人】（姓名，性别，电话）
如果在实际场景中，一个联系人有家庭电话和公司电话，那么这种表结构设计就没有达到 1NF。要符合 1NF 我们只需把列（电话）拆分，即：【联系人】（姓名，性别，家庭电话，公司电话）。1NF 很好辨别，但是 2NF 和 3NF 就容易搞混淆。

◆ 第二范式（2NF）： 首先要满足它是1NF，另外还需要包含两部分内容：一是表必须有一个主键；二是没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
考虑一个订单明细表：【OrderDetail】（OrderID，ProductID，UnitPrice，Discount，Quantity，ProductName）。
因为我们知道在一个订单中可以订购多种产品，所以单单一个 OrderID 是不足以成为主键的，主键应该是（OrderID，ProductID）。显而易见 Discount（折扣），Quantity（数量）完全依赖（取决）于主键（OderID，ProductID），而 UnitPrice，ProductName 只依赖于 ProductID。所以 OrderDetail 表不符合 2NF。不符合 2NF 的设计容易产生冗余数据。
可以把【OrderDetail】表拆分为【OrderDetail】（OrderID，ProductID，Discount，Quantity）和 【Product】（ProductID，UnitPrice，ProductName）来消除原订单表中UnitPrice，ProductName多 次重复的情况。

◆ 第三范式（3NF）： 首先是 2NF，另外非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。
考虑一个订单表【Order】（OrderID，OrderDate，CustomerID，CustomerName，CustomerAddr，CustomerCity）主键是（OrderID）。
其中 OrderDate，CustomerID，CustomerName，CustomerAddr，CustomerCity 等非主键列都完全依赖于主键（OrderID），所以符合 2NF。不过问题是 CustomerName，CustomerAddr，CustomerCity 直接依赖的是 CustomerID（非主键列），而不是直接依赖于主键，它是通过传递才依赖于主键，所以不符合 3NF。
通过拆分【Order】为【Order】（OrderID，OrderDate，CustomerID）和【Customer】（CustomerID，CustomerName，CustomerAddr，CustomerCity）从而达到 3NF。

         范式的利弊： 

          优点：范式可以避免数据冗余，减少数据库的空间，减轻维护数据完整性的麻烦。

          缺点：按照范式的规范设计出来的表，等级越高的范式设计出来的表越多。如第一范式可能设计出来的表可能只有一张表而已，再按照第二范式去设计这张表时就可能出来两张或更多张表，如果再按第三范式或更高的范式去设计这张表会出现更多比第二范式多 的表。表的数量越多，当我们去查询一些数据，必然要去多表中去查询数据，这样查询的时间要比在一张表中查询中所用的时间要高很多。也就是说我们所用的范式越高，对数据操作的性能越低。所以我们在利用范式设计表的时候，要根据具体的需求再去权衡是否使用更高范式去设计表。在一般的项目中，我们用的最多也就是第三范式，第三范式也就可以满足我们的项目需求，性能好而且方便管理数据；当我们的业务所涉及的表非常多，经常会有多表发生关系，并且我们对表的操作要时间上要尽量的快，这时可以考虑我们使用“反范式”。

         反范式：故名思义，跟范式所要求的正好相反，在反范式的设计模式，我们可以允许适当的数据的冗余，用这个冗余去取操作数据时间的缩短。也就是用空间来换取时间,把数据冗余在多个表中，当查询时可以减少或者是避免表之间的关联。