数据库三范式（1NF、2NF、3NF）-学习笔记

参照B站SQL案例分析：数据库三范式，不是你想的那样！所写笔记
现有如下例表（表一）

部门名称	部门地址	姓名	性别	经理	职位	最低月薪	最高月薪	电话
行政管理部	办公楼一层	刘一	男		总经理	24000	50000	61238888，12312345678
行政管理部	办公楼一层	刘二	男	刘一	副总经理	20000	30000	6123647，12312345656
行政管理部	办公楼一层	张三	男	刘一	副总经理	20000	30000	61238156
财政部	办公楼二层	王一	女	刘一	财务经理	10000	20000	61237825
财政部	办公楼二层	王二	女	王一	总经理	5000	8000	61238823

在这张表中有如下问题

• 数据冗余（重复存储数据，如部门名称中行政管理部存储多次）

数据冗余带来的问题

• 插入异常（该表以员工为对象，举例如新成立部门，但该部门无员工，则无法进行对该部门的信息管理与维护）
• 更新异常（在对信息进行更正时需要大量操作，容易出错，如部门地址信息更改，表中数据更正时会需要逐条更正，在更正过程中，容易漏掉信息未更正）
• 删除异常（与插入异常同理）

规范化（normalization）

（用于数据库设计的一系列原理与技术）
作用：减少数据冗余，增加数据完整性和一致性。

第一范式（1NF）

概念：表中字段都是不可再分的原子属性*，同时表要有一个主键。
（表二）

部门名称	部门地址	姓名	性别	经理	职位	最低月薪	最高月薪	电话	个人电话
行政管理部	办公楼一层	刘一	男		总经理	24000	50000	61238888	12312345678
行政管理部	办公楼一层	刘二	男	刘一	副总经理	20000	30000	6123647	12312345656
行政管理部	办公楼一层	张三	男	刘一	副总经理	20000	30000	61238156
财政部	办公楼二层	王一	女	刘一	财务经理	10000	20000	61237825
财政部	办公楼二层	王二	女	王一	会计	5000	8000	61238823

复合主键	拆分字段

假设部门加姓名不重合，将部门加姓名作为复合主键

第一范式的标准（原子属性*根据业务需求进行判断）
例如：

编号	姓名	性别		编号	姓氏	名字	性别
1	刘备	男	—	1	刘	备	男
2	关羽	男	—	2	关	羽	男
3	张飞	男	—	3	张	飞	男

在不要求姓氏分开存储的业务中左边的是合理的，在要求姓氏分开储存的业务中右边是合理的。

像是原子属性*原子化学层面不可分，物理层面可分

符不符合，根据业务需求而定

像是快递地址，在填写时往往要求分开填写省份、市区、详细地址符合第一范式。

但当地址只是作为一项信息填写时，可以将整个地址作为一个符合原子属性的元素符合第一范式

第二范式（2NF）

（首先需要满足第一范式）
非主键字段必须完全依赖主键字段，不能只依赖主键的一部分

在（表二）中，我们将部门名称和姓名作为复合主键，但部门地址不完全依赖主键整体，它只依赖于部门名称这一部分信息。（冗余）

我们可以把部分依赖的部分单独提出新建一表，并进行优化（添加一个并没有实际业务意义的主键，来建立两表联系{在（表三）中为部门编号，（表三）中建立工号作为主键，对每个员工进行唯一标识}）
（表三)(1)

部门编号	工号	姓名	性别	经理	职位	最低月薪	最高月薪	电话	个人电话
1	1	刘一	男		总经理	24000	50000	61238888	12312345678
1	2	刘二	男	1	副总经理	20000	30000	6123647	12312345656
1	3	张三	男	1	副总经理	20000	30000	61238156
3	7	王一	女	1	财务经理	10000	20000	61237825
3	8	王二	女	7	会计	5000	8000	61238823

（表三)(2)

部门编号	部门名称	部门地址
1	行政管理部	办公楼一层
2	财务部	办公楼二层

第三范式（3NF）

（满足第二范式）
非主键字段不能依赖于其他非主键字段

在（表三)(1）中职位与最低月薪、最高月薪是相挂钩的，同第二范式一样，单独提出建表。
（表四)(1）

部门编号	工号	姓名	性别	经理	职位编号	电话	个人电话
1	1	刘一	男		1	61238888	12312345678
1	2	刘二	男	1	2	6123647	12312345656
1	3	张三	男	1	2	61238156
3	7	王一	女	1	3	61237825
3	8	王二	女	7	4	61238823

（表四)(2）

部门编号	部门名称	部门地址
1	行政管理部	办公楼一层
2	财务部	办公楼二层

（表四)(3）

职位编号	职位	最低月薪	最高月薪
1	总经理	24000	50000
2	副总经理	20000	30000
3	财务经理	10000	20000
4	会计	5000	8000

范式的NF增加———大表提小表

外键约束（数据过多，关系错杂，难以维护）{类似上表中的部门编号、工号、职位编号}

是数据库用于参照完整型的约束，可以保证数据的完整性和一致性。

反规范化

为了提高查询性能可以降低规范化的级别，也就是反规范化(denormalization)

常用反规范化技术

• 增加冗余字段
• 增加计算列（直接查询，增长效率，增加内存压力）
• 将小表合成大表

其实就是将规范化的操作颠倒