00-数据库范式与表关系

一 数据库范式

数据库范式简介

什么是范式（NF = NormalForm）

范式是符合某一种设计要求的总结

在数据库中表的设计，必须保证其合理性

数据库表的设计关系整个系统的架构，关系到后续的开发效率和运行效率

如何设计合理的数据库表

• 结构合理
• 冗余数据少
• 尽量避免插入删除修改异常
• 遵循一定的规则，在关系型数据库中这种规则就称为范式

关系型数据库有六种常见范式：

• 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）

各个范式是依次嵌套包含的：

在第一范式的基础上进一步满足更多规范要求的称为第二范式 （2NF），其余范式以此类推。

范式越高，设计质量越高，在现实设计中也越难实现

一般数据库设计，达到第三范式就足够了

数据库范式中的概念

元组：可以理解为一张表中的每条记录，也就是每一行数据。

属性：可以看作是“表的一列”。

• 主属性：

  在一个关系中，如一个属性是构成某一个候选关键字的属性集中 的一个属性，则称它为主属性。

  例如：在关系——学生（学号，姓名，年龄，性别，班级）中， 主属性是“学号”，那么其他的“姓名”、“年龄”、“性别”、“班级”就 都可以称为非主属性。

• 非主属性：

  不包含在候选码中的属性称为非主属性，相对于主属性来定义 的。

第一范式（1NF）

• 最基本的范式，是其他范式的基础
• 数据库表每列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，确保每列保持原子性

根据第一范式设计表

第一范式存在的问题

数据冗余

插入数据异常

修改数据复杂

删除异常

第二范式（2NF）

第二范式在第一范式的基础之上更进一层。第二范式需要确保数据 库表中的每一列都和主键相关，而不能只与主键的某一部分相关 （主要针对联合主键而言）。也就是说在一个数据库表中，一个表中只能保存一种数据，不可以把多种数据保存在同一张数据库表中。

根据第二范式设计表

第二范式存在问题

插入异常

删除异常

第三范式（3NF）

• 必须满足第二范式
• 确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关

根据第三范式设计表

符合3NF要求的数据库设计，基本上解决了数据冗余过大，插入异常，修改异常，删除异常的问题。

数据库设计范式总结

数据库设计范式优点：

• 结构合理
• 冗余较小
• 尽量避免插入删除修改异常

数据库设计范式缺点：

• 性能降低，多表查询比单表查询速度慢

在实际设计中，要整体遵循范式理论

如果在某些特定的情况下还死死遵循范式也是不可取的， 因为可能降低数据库的效率，此时可以适当增加冗余而提高性能

• 第一范式（1NF）：字段不能再分

• 第二范式（2NF）：不存在部分依赖

  

• 第三范式（3NF）：不存在间接依赖

  

使用范式可以减少冗余，但是会降低性能

特定表的的设计可以违反第三范式，增加冗余提高性能

二 数据库表关系

表关系简介

设计关系数据库的一个重要部分是将数据元素划分为相关的表，我 们可以根据数据本身的关联性，将不同表之间的数据聚合在一起。

注意： 无论在表与表之间建立了什么样的关系，决定数据之间是否有关系的不是表，而是数据本身。

表与表的关系类型

表与表之存在三种关系（relation），即一对一，一对多，多对多关 系。

• 一对一（one-to-one）：一种对象与另一种对象是一一对应关系，比如一个学生只能在一个班级里。
• 一对多（one-to-many）： 一种对象可以属于另一种对象的多个实例，比如一个班级里有很多学 生。
• 多对多（many-to-many）：两种对象彼此都是"一对多"关系，比如一个歌单里包含多首歌，同时一首歌可以属于多个歌单

一对多关系

一种对象可以属于另一种对象的多个实例。

一对多关系是建立在两张表之间的关系。一个表中的一条数据可以对应另一个表中的多条数据。

可以添加外键约束保证数据的参照完整性，外键永远在多方。外键允许重复，允许含有空值。

注意： 如果添加的外键约束，那么删除数据时，一定是先删除有外键一方的数据。

一对一关系

一种对象与另一种对象是一一对应关系。

一对一关系是建立在一对多的基础之上，一个表中的一条数据只能 对应另一个表中的一条数据。

可以添加外键约束保证数据的参照完整性，外键可以在任何一方， 需要让外键具备唯一约束。

注意： 如果添加的外键约束，那么删除数据时，一定是先删除有外键 一方的数据。

多对多关系

两种对象彼此都是"一对多"关系

需要建立一个中间表，中间表里建立两个列，然后需要用这两个列作为这个表的联合主键，然后每个列在作为外键参照各自的表的主键。

注意：

存数据：先两侧，再中间表。

删数据：先中间表（即有外键的表），再两侧。