说说数据库的三范式(面试题)

第一范式(1NF)无重复的列(原子性)

第一范式(1NF)是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项。所有的域都应该是原子性的,即数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项,而不能是集合,数组,记录等非原子数据项。即实体中的某个属性有多个值时,必须拆分为不同的属性。

说明:在任何一个关系数据库中,第一范式(1NF)是对关系模式的基本要求,不满足第一范式(1NF)的数据库就不是关系数据库。

例如,如下的数据库表是符合第一范式的:

字段1

字段2

字段3

字段4

 而这样的数据库表是不符合第一范式的:

字段1

字段2

字段3

字段4

 

 

字段3.1

字段3.2

 

 

第二范式(2NF)属性完全依赖于主键

第二范式(2NF)就是非主属性完全依赖于主关键字。

举例子说明:

假定选课关系表为SelectCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分),关键字为组合关键字(学号, 课程名称),因为存在如下决定关系:

(学号, 课程名称) → (姓名, 年龄, 成绩, 学分)

这个数据库表不满足第二范式,因为存在如下决定关系:

(课程名称) → (学分)

(学号) → (姓名, 年龄)

即存在组合关键字中的字段决定非关键字的情况。

由于不符合2NF,这个选课关系表会存在如下问题:

(1) 数据冗余:

同一门课程由n个学生选修,"学分"就重复n-1次;同一个学生选修了m门课程,姓名和年龄就重复了m-1次。

(2) 更新异常:

若调整了某门课程的学分,数据表中所有行的"学分"值都要更新,否则会出现同一门课程学分不同的情况。

(3) 插入异常:

假设要开设一门新的课程,暂时还没有人选修。这样,由于还没有"学号"关键字,课程名称和学分也无法记录入数据库。

(4) 删除异常:

假设一批学生已经完成课程的选修,这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是,与此同时,课程名称和学分信息也被删除了。很显然,这也会导致插入异常。

符合第二范式的库表设计应该如下:把选课关系表SelectCourse改为如下三个表:

学生:Student(学号, 姓名, 年龄);

课程:Course(课程名称, 学分);

选课关系:SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。

 

第三范式(3NF)属性不依赖于其它非主属性
在1NF基础上,任何非主属性不依赖于其它非主属性[在2NF基础上消除传递依赖]
第三范式(3NF)是第二范式(2NF)的一个子集,即满足第三范式(3NF)必须满足第二范式(2NF)。简而言之,第三范式(3NF)要求一个关系中不包含已在其它关系已包含的非主关键字信息。例如,存在一个部门信息表,其中每个部门有部门编号(dept_id)、部门名称、部门简介等信息。那么在员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表,则根据第三范式(3NF)也应该构建它,否则就会有大量的数据冗余。简而言之,第三范式就是属性不依赖于其它非主属性,也就是在满足2NF的基础上,任何非主属性不得传递依赖于主属性。
由一下例子说明:

学生表Student(学号,姓名,年龄,性别,系别,系办地址、系办电话),关键字为单一关键字"学号",因为存在如下决定关系:

(学号)→ (姓名,年龄,性别,系别,系办地址、系办电话
但是还存在下面的决定关系
(学号) → (所在系办)→(系办地点,系办电话)
即存在非关键字段"系办地点"、"系办电话"对关键字段"学号"的传递函数依赖。
它也会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的情况。
根据第三范式把学生关系表分为如下两个表就可以满足第三范式了:
学生:(学号,姓名,年龄,性别,系别);
系别:(系别,系办地址、系办电话)。
上面的数据库表就是符合1NF,2NF,3NF范式的,消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。

 

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