Jdbc笔记 —— 数据库设计范式与案例

数据库设计

多表之间的关系

1. 关系分类

   1. 一对一

      如人和身份证。一个人只有一个身份证

   2. 一对多

      如学生和院系。一个学生属于一个院系，而一个院系有很多个学生

   3. 多对多

      如学生和课程。一个学生可以选择多门课程，一门课程也可以被多个学生选择

2. 实现关系

   1. 一对多

      在多的一方，建立外键字段，指向一的一方的主键。如在学生表中建立外键字段dep_id，指向院系表中的主键id

   2. 多对多

      建立一个中间表，中间表中至少包含2个字段，这2个字段分别指向两张关联表的主键。这2个字段一起，作为中间表的联合主键

   3. 一对一

      在任意一方添加外键字段（外键字段要有唯一约束），指向另一方的主键即可

三大范式

概念

设计数据库表时，需要遵循的一些规范。

设计关系型数据库时，遵循不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库，这些规范要求被称为范式，各种范式呈递次规范，越高的范式，数据库冗余越小。递次规范指的是：后面的范式要求，包含了前面的范式要求。即，若要遵循2NF，则必须先遵循1NF。

分类

目前，关系型数据库有6种范式：第一范式(1NF)，第二范式(2NF)，第三范式(3NF)，巴斯-科德范式(BCNF)，第四范式(4NF)，第五范式(5NF，又称完美范式)

第一范式（1NF）

每一列都是不可分割的原子数据项

第二范式（2NF）

在1NF基础上，非码属性必须完全依赖于候选码（在1NF基础上，消除非主属性对主码的部分函数依赖）

一些概念说明：

1. 函数依赖

   A-->B，若通过A属性（属性组），可以唯一确定B属性的值，则称B依赖于A。

   例如，学号-->姓名，(学号,课程名称) --> 分数

2. 完全函数依赖

   A-->B，若A是一个属性组，则B属性的确定需要依赖于A属性组中所有的属性。例如，(学号，课程名称)被分数完全依赖

3. 部分函数依赖

   A-->B ，若A是一个属性组，则B属性的确定只需要依赖A属性组中的部分属性即可。(学号，课程名称) --> 姓名。 姓名的确认只需要学号一个属性就够了

4. 传递函数依赖

   A-->B ，B-->C ，如果通过A属性（属性组）的值，可以唯一确定B属性的值，再通过B属性的值可以唯一确定C属性的值。

   学号 --> 院系 , 院系 --> 教授名，则教授名 传递依赖于 学号

5. 码

   如果在一张表中，一个属性，或属性组，被其他所有属性依赖，则称这个属性，或属性组，为这张表的码

   • 主属性：码属性组中所有的属性
   • 非主属性：其他属性

第三范式（3NF）

在2NF基础上，任何非主属性，不依赖于其他非主属性（在2NF基础上，消除传递依赖）

案例

学号	姓名	院系	课程	分数
1000	阿狸	表演系-强森	高数	90
1001	拉克丝	播音系-罗宾	英语	99
1002	阿卡丽	体育系-汤姆	高数	89
1003	劫	体育系-汤姆	英语	120
1000	阿狸	表演系-强森	计算机	20

上面的数据库表，院系这一栏，包含了院系名称和院系教授，明显是可分割的数据项，不满足第一范式。改动后如下。

学号	姓名	院系	教授	课程	分数
1000	阿狸	表演系	强森	高数	90
1001	拉克丝	播音系	罗宾	英语	99
1002	阿卡丽	体育系	汤姆	高数	89
1003	劫	体育系	汤姆	英语	120
1000	阿狸	表演系	强森	计算机	20

但是仍然存在问题

1. 数据存在冗余（数据重复），如学号，姓名，院系，教授等

2. 添加数据有问题，若要开设一个新的院系，但该院系还没开始招生，则无法添加

3. 删除数据也有问题，如果某个学生毕业了，把他的数据删掉，则会删掉院系信息。

根据第二范式，进行拆表。

学生表

学号	姓名	院系	教授
1000	阿狸	表演系	强森
1001	拉克丝	播音系	罗宾
1002	阿卡丽	体育系	汤姆
1003	劫	体育系	汤姆

课程表

学号	课程名称	分数
1000	高数	90
1001	英语	99
1002	高数	89
1003	英语	120
1000	计算机	20

拆完表后，学生表的码为学号，其他属性完全依赖于学号；课程表的码为（学号，课程名称），其他属性完全依赖于该码。（消除了非主属性对主属性的部分依赖）

数据冗余解决一些了，但数据的添加和删除仍然存在问题。比如新增一个院系，或某个同学毕业了要删除其记录。

看学生表内，教授依赖于院系，院系依赖于学号，教授和学号之间是传递依赖关系。根据第三范式，对学生表进行拆分，消除传递依赖。将学生表拆称学生表和院系表

学生表

学号	姓名	院系
1000	阿狸	表演系
1001	拉克丝	播音系
1002	阿卡丽	体育系
1003	劫	体育系

院系表

院系	教授
表演系	强森
播音系	罗宾
体育系	汤姆

如此以来，就遵循了第三范式。可以新增新开设的院系和教授，学生毕业后，直接删除学生记录，不会清除掉院系的信息。数据冗余，添加数据，删除数据这三个问题都解决了。