MySQL数据库干货_23——数据库范式

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

  1. 数据冗余

  2. 插入数据异常

  3. 修改数据复杂

  4. 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

  1. 插入异常

  2. 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

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。

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