数据库之数据库范式（1nf~bcnf）

基础知识：

候选码：唯一的标识一个实体的属性。它的属性（就是其中的每一个属性）称为主属性。

详细的定义：如果关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元祖，则称该属性组为候选码；

主属性：就是候选码中的属性；

主码：选择其中一个作为主码，就是数据库表中的主键。

超码：大于等于候选码的属性集合（字段集合）。

-----------以下转载自https://www.zhihu.com/question/24696366/answer/29189700

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

存在问题：数据冗余、插入异常、删除异常、修改异常（这个不解释）

2NF：∈1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于任何一个候选码

如果一个模式不属于2NF，就会产生以下几个问题：

1、 插入异常：部分值为空，不能插入

2、 删除异常：不应删除的信息也删除了（同一记录中）

3、 修改复杂：数据冗余大，造成修改的复杂化

每一名学生的学号、姓名、系名、系主任这些数据重复多次。每个系与对应的系主任的数据也重复多次—— 数据冗余过大
假如学校新建了一个系，但是暂时还没有招收任何学生（比如3月份就新建了，但要等到8月份才招生），那么是无法将系名与系主任的数据单独地添加到数据表中去的 （注１）—— 插入异常

注１：根据三种关系完整性约束中实体完整性的要求，关系中的码（注２）所包含的任意一个属性都不能为空，所有属性的组合也不能重复。为了满足此要求，图中的表，只能将学号与课名的组合作为码，否则就无法唯一地区分每一条记录。

注２： 码：关系中的某个属性或者某几个属性的组合，用于区分每个元组（可以把“元组”理解为一张表中的每条记录，也就是每一行） 。假如将某个系中所有学生相关的记录都删除，那么所有系与系主任的数据也就随之消失了（一个系所有学生都没有了，并不表示这个系就没有了）。—— 删除异常假如李小明转系到法律系，那么为了保证数据库中数据的一致性，需要修改三条记录中系与系主任的数据。—— 修改异常。

3NF：∈2NF，且每一个非主属性不传递依赖于码

还是存在插入异常、删除异常、修改异常的情况！！（仓库的例子）

作者：知乎用户
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若：

1. 某公司有若干个仓库；
   
2. 每个仓库只能有一名管理员，一名管理员只能在一个仓库中工作；
   
3. 一个仓库中可以存放多种物品，一种物品也可以存放在不同的仓库中。每种物品在每个仓库中都有对应的数量。
   

那么关系模式 仓库（仓库名，管理员，物品名，数量） 属于哪一级范式？

答：已知函数依赖集：仓库名 → 管理员，管理员 → 仓库名，（仓库名，物品名）→ 数量
码：（管理员，物品名），（仓库名，物品名）
主属性：仓库名、管理员、物品名
非主属性：数量
∵ 不存在非主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖。∴ 此关系模式属于3NF。

基于此关系模式的关系（具体的数据）可能如图所示：
<img src="https://pic3.zhimg.com/68d080d437732aad8cfe451b427849d6_b.jpg" data-rawwidth="625" data-rawheight="296" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="625" data-original="https://pic3.zhimg.com/68d080d437732aad8cfe451b427849d6_r.jpg">

好，既然此关系模式已经属于了 3NF，那么这个关系模式是否存在问题呢？我们来看以下几种操作：

1. 先新增加一个仓库，但尚未存放任何物品，是否可以为该仓库指派管理员？——不可以，因为物品名也是主属性，根据实体完整性的要求，主属性不能为空。
   
2. 某仓库被清空后，需要删除所有与这个仓库相关的物品存放记录，会带来什么问题？——仓库本身与管理员的信息也被随之删除了。
   
3. 如果某仓库更换了管理员，会带来什么问题？——这个仓库有几条物品存放记录，就要修改多少次管理员信息。

作者：知乎用户
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BCNF：∈3NF，每一个决定因素都包含码

解决了数据冗余、插入异常、删除异常、修改异常问题

定义：关系模式R∈1FNF,若X→Y且Y不是X的子集时X必含有码，则R∈BCNF。也就是说，关系模式R中，若每一个决定因素都包含码，则R∈BCNF。

若一个关系达到了第三范式，并且它只有一个候选码，或者它的每个候选码都是单属性，则该关系自然达到BC范式。

通俗的解释就是：主属性不依赖于主属性

比如上面的仓库：

主属性：仓库名、管理员、物品名

仓库名 → 管理员，管理员 → 仓库名

所以并不属于BCNF。