数据库的三个范式

关系数据库中的关系必须满足一定的要求。满足不同程度要求的为不同范式。数据库的设计范式是数据库设计所需要满足的规范。只有理解数据库的设计范式,才能设计出高效率、优雅的数据库,否则可能会设计出错误的数据库.

目前,主要有六种范式:第一范式、第二范式、第三范式、BC范式、第四范式和第五范式。满足最低要求的叫第一范式,简称1NF。在第一范式基础上进一步满足一些要求的为第二范式,简称2NF。其余依此类推。

范式可以避免数据冗余减少数据库的空间减轻维护数据完整性的麻烦,但是操作困难,因为需要联系多个表才能得到所需要数据,而且范式越高性能就会 越差。要权衡是否使用更高范式是比较麻烦的,一般在项目中,用得最多的也就是第三范式,我认为使用到第三范式也就足够了,性能好而且方便管理数据。

函数依赖,如果一个表中某一个字段Y的值是由另外一个字段或一组字段X的值来确定的,就称为Y函数依赖于X。

三个范式即: 属性唯一,   记录唯一,   表唯一

第一范式(1NF):数据库表中的字段都是单一属性的,不可再分。这个单一属性由基本类型构成,包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。

简单的说,每一个属性都是原子项,不可分割。关系数据库设计研究的关系规范化是在1NF之上进行的。

例如(学生信息表):
学生编号  姓名  性别  联系方式
20080901  张三  男   email:[email protected],phone:88886666
20080902  李四  女   email:[email protected],phone:66668888

以上的表就不符合,第一范式:联系方式字段可以再分,所以变更为正确的是:

学生编号  姓名  性别  电子邮件   电话
20080901  张三  男   [email protected]  88886666
20080902  李四  女   [email protected]  66668888

第二范式(2NF):    

如果关系模式R是1NF,且每个非主属性完全函数依赖于候选键,那么就称R是第二范式。
简单的说,第二范式要满足以下的条件:首先要满足第一范式,其次每个非主属性要完全函数依赖与候选键,或者是主键。也就是说,每个非主属性是由整个主键函数决定的,而不能由主键的一部分来决定。非主属性完全依赖主键~

例如(学生选课表):
学生    课程   教师    教师职称  教材         教室  上课时间
李四    Spring  张老师   java讲师  《Spring深入浅出》  301 08:00
张三    Struts  杨老师   java讲师  《Struts in Action》 302 13:30

这 里通过(学生,课程)可以确定教师、教师职称,教材,教室和上课时间,所以可以把(学生,课程)作为主键。但是,教材并不完全依赖于(学生,课程),只拿 出课程就可以确定教材,因为一个课程,一定指定了某个教材。这就叫不完全依赖,或者部分依赖。出现这种情况,就不满足第二范式。

修改后,选课表:
学生    课程   教师    教师职称  教室  上课时间
李四    Spring  张老师   java讲师  301 08:00
张三    Struts  杨老师   java讲师  302 13:30

课程表:
课程   教材        
Spring  《Spring深入浅出》 
Struts  《Struts in Action》

所以,第二范式可以说是消除部分依赖。第二范式可以减少插入异常,删除异常和修改异常


 第三范式(3NF):

所谓传递函数依赖,指的是如果存在"A → B → C"的决定关系,则C传递函数依赖于A。因此,满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系: 关键字段 → 非关键字段x → 非关键字段y 

定义:如果关系模式R是2NF,且关系模式R(U,F)中的所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递依赖,则称关系R是属于第三范式。 
简单的说,第三范式要满足以下的条件:首先要满足第二范式,其次非主属性之间不存在函数依赖。由于满足了第二范式,表示每个非主属性都函数依赖于主键。如果非主属性之间存在了函数依赖,就会存在传递依赖,这样就不满足第三范式。

上例中修改后的选课表中,一个教师能确定一个教师职称。这样,教师依赖于(学生,课程),而教师职称又依赖于教师,这叫传递依赖。第三范式就是要消除传递依赖。

修改后,选课表:

学生    课程   教师    教室  上课时间
李四    Spring  张老师   301 08:00
张三    Struts  杨老师   302 13:30

教师表:
教师    教师职称
张老师   java讲师
杨老师   java讲师

这样,新教师的职称在没被选课的时候也有地方存了,没人选这个教师的课的时候教师的职称也不至于被删除,修改教师职称时只修改教师表就可以了。

简单的说,
第一范式就是原子性,字段不可再分割;
第二范式就是完全依赖,没有部分依赖;
第三范式就是没有传递依赖

 

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