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数据库设计的三大范式(通俗易懂)

发表于: 2012-08-12   作者:aijuans   来源:转载   浏览:
摘要: 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。

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。


第一范式(1NF)
定义:如果关系模式R的每个关系r的属性都是不可分的数据项,那么就称R是第一范式的模式。
简单的说,每一个属性都是原子项,不可分割。
1NF是关系模式应具备的最起码的条件,如果数据库设计不能满足第一范式,就不称为关系型数据库。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:zs@126.com,phone:88886666
20080902 李四 女 email:ls@126.com,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 zs@126.com 88886666
20080902 李四 女 ls@126.com 66668888

第二范式(2NF)
定义: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。

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)
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。

数据库设计的三大范式(通俗易懂)

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