关系型数据库：设计范式介绍

范式简单说明

• 1NF：每一列都是不可分割的原子数据项

• 2NF：消除非主属性对码的部分函数依赖

• 3NF：消除非主属性对码的传递函数依赖

详细解析查看百度百科：数据库范式

如何理解这几个范式的含义？光看字面意思就非常的晦涩！

这几种范式有什么意义呢？可以简单理解为是一种设计标准。

一般我们是如何设计表字段呢？ 似乎并没有什么硬性的要求，可以把一个表搞成几个表，反过来也行；

几十个字段放一起也行，拆分在不同的地方也行。但是，这种随心所欲的设计，项目是走不长远的

1NF：每一列都是不可分割的原子数据项

1NF理解起来比较容易，关系型数据库一般都满足这个，是关系型数据库最基本的要求了。

即每一列所代表的数据属性是不可再分的，就像原子一眼，已经是物质构成的最小单位。如下图：

图1

商品类型列包涵了2种属性：分类ID与名称；

这在数据库表中是不可能存在的，即取数据的时候“商品类型”这一列不可能即代表名称又代表ID，符合1NF要求的表应该如下：

图2

这样设计就比较清晰明了了；1NF比较好理解，一般都不会犯错误这种错误，但也不排除例外的。

比如难道就不能按照一定格式存储吗，比如这样：分类ID|分类名称、或这样：{cls=分类ID,title=名称}

当然可以那样做！你把“分类ID与类型名称”hash取值再取模再平方都可以。但那样就算是破坏了规则了，旁门左道说的就是如此。

好了，我们的表也已经符合1NF了， 是不是这样就万事大吉了呢？我们来试试看;

1、查看每一行数据，发现商品名称、分类ID、类型名称等信息重复多次，数据冗余太大了，待改进！

2、新增记录，假设新设置了一个分类，前台维护数据会发生什么情况呢？

根据图2可以得知，表中的码（就是确定唯一一行数据的一个或多个属性（字段））是：商品ID+日期，根据这个码，才可以区分数据表中的每一条记录

也就是说，这个码是非空的！你现在新增一个分类，码的信息都还没有，那就会直接导致插入异常，待改进！ 

3、修改记录，现在“名称1”的分类改变了，分类1要改成分类2；

发现有多少条“名称1”的记录就得把对应的分类1改成分类2，如果有上万条记录，估计鼠标都得换好几个，待改进！

4、删除记录，现在商品“名称1”下架了，得删除与之相关的信息，发现连分类、销售额等信息都被删掉了，待改进！

问题这么多，这完全是胡乱设计导致的结果，怎么办才能避免这种结果呢，于是有了2NF

2NF：消除非主属性对码的部分函数依赖

这句话有几个名称需要解析一下：

1、主属性，可以理解为码的子集；码就是由一个或多个主属性组成的；

2、非主属性，那当然就是主属性之外的所有字段咯。。

3、部分函数依赖，首先函数依赖可以参考数学里的方程式：y = f(x)，即自变量x明确的情况下,y是明确可知的。

那这里说的部分函数依赖是什么意思呢，根据图2看下图

图3

参照上图， y = f(x) 可理解为：非主属性 = f(码)，即码确定的情况下，那些非主属性肯定能获取到。

这个部分函数依赖，指的是部分非主属性对码的部分主属性产生依赖，有哪些呢？

很明显：右边的非主属性只对商品ID产生依赖，跟日期无关；

既然要求符合2NF，那就要消除这种部分依赖；那我们就只能拆表了，如下：

图4

数据表也改好了，我们再看看会不会还有问题。现在各表的码如下：

表1：码（商品ID+日期），非主属性“销售额”已经完全依赖于码，不存在部分依赖了

表2：码（商品ID），非主属性也是完全依赖于码

1、查看表2，变成基础数据了，每个员工只有一条记录；查看表1，发现名称、分类等信息没有了，冗余少了很多，有改进！

2、新增记录，还是新增新分类，而表2的码是“商品ID”，新增的分类显然不关员工的“商品ID”啥事，还是会插入异常，待改进！

3、修改记录，还是商品1改分类，因为拆表了，所以在表2把商品1对应的分类1改成分类2就行了，只改了一行数据就搞定！有改进！

4、删除记录，删除商品1相关信息，发现分类还是被删掉了，待改进！

看来拆表了还是没有完全解决问题呀，为什么会这样呢，非主属性已经完全依赖于码了呀？于是3NF出场了 

3NF：消除非主属性对码的传递函数依赖

非主属性：这个不用多说了，上面已经解析过。 

传递函数依赖：这个可以理解为2个或多个函数依赖组成的，如：A=f(B) , B = f(C)，则 A = T（C）

即由C可得到B，由B可得到A，那由C可得到A，中间多了一层。

那图4存在哪些传递依赖关系呢，如下：

在商品ID确定的情况下，可得到分类ID，再由分类ID得到分类名称，这就是所谓的传递函数依赖

我们再继续拆表，如下：

图5

好了，现在看看表1、2、3；完全都符合要求，即是原子性，又没有部分函数依赖，也没有传递函数依赖； 

1、完全没有数据冗余，数据很简洁

2、新增记录，新增分类，改动的只是分类基础数据表，跟其他表无关。有改进！

3、修改记录，商品1改分类，只改动商品基础数据表，跟其他表无关。有改进！

4、删除记录，删除商品1相关记录， 删除的也是商品基础数据表，和销售表与分类表无关。有改进！