mysql个人学习笔记——三范式（3NF）、表关系

范式

范式normal format，为了解决数据存储与优化的问题，保存数据后，凡是能通过关系查找到的数据，不再重复存储，减少数据冗余。但是减少数据冗余就意味着效率的降低，实际数据库的设计中需要根据需求，而不是一味地按照范式设计。

范式是一种分层结构的规范，分为六层，每次都比上一层严格，满足下一层范式的前提是满足上一层范式。

六层范式：1NF，2NF，3NF，…，6NF。6NF为最高层，最严格。数据库的设计中只需要用到3NF，4NF以后已经不满足效率的需求，仅仅是为了解决空间问题。

3NF

1NF

一张表中的每一个字段都具有原子性，即每个字段的数据取出后不需要再拆分。

如：学习时间是一个字段，其中一条记录为（19：00-22：30）。当我需要查出开始学习的时间时，需要将该字段的数据拆分后取出。这样的字段就不具有原子性。

解决方案：将可进行数据拆分的字段拆分成多个不可再拆分的字段。

如：将学习时间这一个字段拆分成2个字段：开始学习时间（19：00），结束学习时间（22：30）。此时，这2个字段都不可再分，具有原子性。

2NF

一张表中如果存在复合主键，而表中有字段仅依赖于复合主键中某一部分，称为部分依赖。2NF解决的问题就是消除部分依赖。
如：学生姓名与班级构成了复合主键，性别只依赖于学生姓名，而不依赖于班级，这种就是部分依赖。

解决方法：取消复合主键，使用逻辑主键。

如：取消复合主键学生姓名和班级，使用逻辑主键id。此时，就消除了部分依赖。

3NF

一张表中有字段不直接依赖于主键，而是通过依赖于其他字段来间接依赖于主键，称为传递依赖。3NF解决的问题就是解决传递依赖。

如：在上述2NF的基础上，取消了复合主键学生姓名+班级，使用逻辑主键id，此时性别与id并没有直接的关系，而是性别依赖于学生姓名，学生姓名依赖于id，进而性别间接依赖于id，这种就是传递依赖。

解决方法：将存在传递依赖的字段从表中取出，单独成表。

如：将性别从表中取出，单独与学生名字建立一个表，以学生身份id作为主键，此时学生身份id就是这个学生，性别就直接依赖于身份id（与前面的id不同，前面的id代表的是姓名+班级，而且身份id也避免了重名导致混淆的情况），这样就消除了传递依赖。而原表中的姓名可用身份id替换，这样可以节省空间（id一般是数字，而存储数字比存储中文字符节省空间），但同样这就导致了效率降低（联合2个表查询明显慢于只查询1个表）。对于需要经常查询的表，效率比空间重要一些，因此原表中仍使用中文字符存储，称为逆规范化。

表关系

一对一

一张表中有且只有一条记录对应另一张表的唯一一条记录
如：

该表中包含了常用数据（性别、年龄）和不常用数据（籍贯，住址）。
为了提高数据库的效率，可以把这张表拆分成2张表，常用信息表和不常用信息表

常用表

不常用表

此时，这2张表都有共同的id（主键）各自确定1条信息，而这2条信息组成1条完整的信息。这种关系就是一对一关系。

一对多/多对一

一张表1中的一条记录对应另一张表2的多条记录，而表2中的一条记录只能对应表1中的唯一条记录。

如：一个班级（“一”）有多个学生（“多”），而一个学生只有一个班级。

一般设计时，通过“多”关系表来维护一个字段，而这个字段是“一”关系表的主键。

如：建立一张学生表，表中有一个字段存储每个学生的所属班级。另外建立一张班级表，保存所有的班级（一个班级为一条记录，主键），但是不保存各班的学生信息。这样通过学生表（“多”关系表）来维护学生表与班级表之间的关系。

多对多

一张表1中的一条记录对应另一张表2中的多条记录，而表2中的一条记录也对应表1中的多条记录。

如：一个学生有多个老师，而一个老师也有多个学生。

处理方案：增加一个中间表，来记录2张表之间的所有关系，这样表1与中间表就形成了一对多关系，表2也与中间表形成了一对多关系。这样就可以通过中间表方便地查询出2个表数据的关系。

如：