数据库设计 3 个范式
2012-08-21
什么是范式？
为了建立冗余较小、结构合理的数据库，设计数据库时必须遵循一定的规则。在关系型数据库中这种规则就称为范式。范式是符合某一种设计要求的总结。
常见的3个设计范式
第 1 范式
第 1 范式，列不可分，所有字段值都是不可分解的原子值。
第一范式的合理遵循需要根据系统的实际需求来定。比如某些数据库系统中需要用到“地址”这个属性，本来直接将“地址”属性设计成一个数据库表的字段就行。但是如果系统经常会访问“地址”属性中的“城市”部分，那么就非要将“地址”这个属性重新拆分为省份、城市、详细地址等多个部分进行存储，这样在对地址中某一部分操作的时候将非常方便。这样设计才算满足了数据库的第一范式，如下表所示。
上表所示的用户信息遵循了第一范式的要求，这样在对用户使用城市进行分类的时候就非常方便，也提高了数据库的性能。
第 2 范式
第 2 范式，非主键列完全依赖主键列，每列都和主键相关，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。
比如要设计一个订单信息表，因为订单中可能会有多种商品，所以要将订单编号和商品编号作为数据库表的联合主键，如下表所示。
订单信息表
这样就产生一个问题：这个表中是以订单编号和商品编号作为联合主键。这样在该表中商品名称、单位、商品价格等信息不与该表的主键相关，而仅仅是与商品编号相关。所以在这里违反了第二范式的设计原则。将带来的问题：
- 数据冗余，每条记录中都有重复信息；
- 更新异常，修改“挖掘机”价格时，所有相关记录都要修改；
而如果把这个订单信息表进行拆分，把商品信息分离到另一个表中，把订单项目表也分离到另一个表中，就非常完美了。如下所示。（本质，对象、对象之间关系，分别单独构成一张表）
这样设计，在很大程度上减小了数据库的冗余。如果要获取订单的商品信息，使用商品编号到商品信息表中查询即可。
第 3 范式
第 3 范式，非主键列之间没有传递依赖，确保每列都和主键列直接相关,而不是间接相关。
比如在设计一个订单数据表的时候，可以将客户编号作为一个外键和订单表建立相应的关系。而不可以在订单表中添加关于客户其它信息（比如姓名、所属公司等）的字段。如下面这两个表所示的设计就是一个满足第三范式的数据库表。
这样在查询订单信息的时候，就可以使用客户编号来引用客户信息表中的记录，也不必在订单信息表中多次输入客户信息的内容，减小了数据冗余。
不符合第三范式的例子: 学号, 姓名, 年龄, 所在学院, 学院联系电话，关键字为单一关键字”学号”; 存在依赖传递: (学号) → (所在学院) → (学院地点, 学院电话)
小结
关于关系型数据库的 3 个范式：
- 第 1 范式：列不可分，原子性；例如：地址信息，提取省份和城市。
- 第 2 范式：非主键列完全依赖主键列，一张表格只保存一类数据；例如：学生选课信息，学号、课程名称、学分，需要将课程信息（课程名称、学分）单独提取出来。
- 第 3 范式：非主键列之间不存在传递依赖，即，非主键列之间，没有相互关联关系；
个人感觉，第 2 范式与第 3 范式比较相似；
使用范式的情况：
- 范式的目标：降低数据冗余；带来的问题：副作用：查询数据时，需要进行表的连接操作；
- 表格的连接操作比较耗时，需要在数据冗余与范式之间做好权衡，通常允许一部分的数据冗余来减少表格的连接操作；
参考来源
原文地址：https://ningg.top/database-nf/