​三大范式深入了解

一、什么是范式

必须保证数据库设计的合理性，对数据库设计总结的一些经验性的规范，称之为范式。

• 数据库设计关系整个系统的架构，关系到后续开发效率和运行效率
• 数据库的设计主要包含了设计表结构和表之间的联系

如何是合理数据库

• 结构合理
• 冗余较小
• 尽量避免插入删除修改异常

如何才能保证数据库设计水平

• 遵循一定的规则
• 在关系型数据库中这种规则就称为范式

什么是范式（NF= NormalForm）

• 范式是符合某一种设计要求的总结。
• 要想设计一个结构合理的关系型数据库，必须满足一定的范式。

二、范式分类

第一范式：列原子性

第二范式：数据和联合主键完全相关性

第三范式：数据和主键直接相关性

• Boyce Codd范式=BCNF
• 由Boyce和Codd提出的
• 比3NF又进了一步
• 通常认为是修正的第三范式

第四范式

第五范式

各个范式是依次嵌套包含的

范式越高，设计质量越高，在现实设计中也越难实现

一般数据库设计，只要达到第三范式，即可避免异常的出现

三、 第一范式

要求：

• 最基本的范式
• 数据库表每一列都是不可分割基本数据项，同一列中不能有多个值
• 简单说就是要确保每列保持原子性
• 第一范式的合理遵循需要根据系统的实际需求来定

示例：

• 用户表（用户名，家庭地址）
• 用户表（用户名，省，城市，详细地址）
• 系（系名称，系主任，系高级职称人数）
• 系（系名称，系主任，系教授人数，系副教授人数）

四、第二范式

要求：

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（言）。即在一个数据库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。

示例：

• 学号和课程编号作为联合主键
• 课程名称只依赖于课程编号，而和学号没有关系

解决：

• 提取出学生表
• 提取成课程表
• 提取选课表，存放选课记录

五、第三范式

要求：

• 确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关。
• 属性不依赖于其他非主属性。
• 示例1：学生班级表

完善之后的方案：

示例2：订单明细表

完善之后的方案：分割成图书表和订单表两种表

六、范式的总结

优点

• 结构合理
• 冗余较小
• 尽量避免插入删除修改异常

缺点

• 性能降低
• 多表查询比单表查询速度慢

数据库的设计应该根据当前情况和需求做出灵活的处理

• 在实际设计中，要整体遵循范式理论。
• 如果在某些特定的情况下还死死遵循范式也是不可取的，因为可能降低数据库的效率，此时可以适当增加冗余而提高性能。

示例

• 比如经常购物车条目的中除了条目编号，商品编号，商品数量外，可以增加经常使用的商品名称，商品价格等

图书表

订单表中增加冗余列图书名称、价格，以空间换时间。

• 范式是指导数据设计的规范化理论，可以保证数据库设计质量
• 第一范式：字段不能再分
• 第二范式：不存在局部依赖
• 第三范式：不含传递依赖（间接依赖）
• 使用范式可以减少冗余，但是会降低性能
• 特定表的的设计可以违反第三范式，增加冗余提高性能