MySql 范式和反范式

范式和反范式
设计关系型数据库时，需要遵从不同的规范，设计合理的关系型数据库，不同的规范被称为不同的范式，各种范式呈递次规范，越高的范式数据库冗余约小。在关系型数据库中有六中范式：第一范式（1NF），第二范式（2NF），第三范式（3NF），BCNF，第四范式（4NF），第五范式(5NF)。一般数据库设计到第三范式就行了。

第一范式
1NF是对属性的原子性约束，要求属性具有原子性，不可分。属性不可分

下面这个例子就不满足第一范式：

姓名

年龄

地址

KCHE

24

省份          城市

S               N

上面这个例子就不满足第一范式，所以对于任意的关系型数据库都不能存储。

第二范式
2NF是对记录的唯一性约束，要求记录具有唯一的标识，即实体的唯一性。非主属性完全依赖于码。（消除非主属性对码的部分依赖）

主属性：通俗的说就是码。

非主属性：不包含在任何码中的属性。

一个关系模式不满足2NF就会产生以下几个问题：

（1）插入异常，例如有一张表slc(stu_id, dept, loc, c_id, grade ). slc的码为（stu_id, c_id）。Stu_id:学号，dept：系别，loc：系地点，c_id:课程号，grade_年级。如果插入一个学生stu_id=s1，dept=CS, loc=HY, 但是该学生并没有选课，则该学生信息无法插入到表中。

（2）删除异常，如果学生s1选了c1这门课，但是又不想选了，需要删除c1这个数据项，因为c1是主属性，所以删除的话，整个s1的信息都会被删除，即不应该删除的信息也删除了。

（3）修改复杂，如果学生从计算机系转到数学系，则不仅需要修改dept，还需要修改loc。

上述情况可以分解成两个表：

sl(stu_id,dept,loc)和sc(stu_id, c_id, grade)

第三范式
对字段冗余性的约束，即任何字段不能由其它字段派生出来，要求字段没有冗余。

消除传递依赖。（消除非主属性对码的传递依赖）

例如表sl(stu_id,dept,loc)。知道一个系dept，就可以知道系地址loc，所以dept->loc存在传递依赖。

消除传递依赖可以使用将其分成两张表: sd(stu_id,dept)和dl(dept,loc)。

BCNF
每个属性都不传递依赖于码，主属性不依赖与主属性。（消除主属性对码的部分依赖和传递依赖）

第四范式
要求同一个表内的多对多关系删除。

第五范式
从最终结构重新建立原始结构
 

范式的优点：

    1）范式化的数据库更新起来更加快；

    2）范式化之后，只有很少的重复数据，只需要修改更少的数据；

    3）范式化的表更小，可以在内存中执行；

    4）很少的冗余数据，在查询的时候需要更少的distinct或者group by语句。

    范式的缺点：

    5）范式化的表，在查询的时候经常需要很多的关联，因为单独一个表内不存在冗余和重复数据。这导致，稍微复杂一些的查询语句在查询范式的schema上都可能需要较多次的关联。这会增加让查询的代价，也可能使一些索引策略无效。因为范式化将列存放在不同的表中，而这些列在一个表中本可以属于同一个索引。

    反范式的优点：

    1）可以避免关联，因为所有的数据几乎都可以在一张表上显示；

    2）可以设计有效的索引；

    反范式的缺点：

    3）表格内的冗余较多，删除数据时候会造成表有些有用的信息丢失。

    所以在设计数据库时，要注意混用范式化和反范式化。

 

参考文献：

【1】高性能MySql笔记(2)-范式和反范式

【2】范式和反范式的优缺点