數(shù)據(jù)庫范式(1NF/2NF/3NF)

概述

范式:英文名稱是 Normal Form,它是英國人 E.F.Codd(關(guān)系數(shù)據(jù)庫的老祖宗)在上個(gè)世紀(jì)70年代提出關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型后總結(jié)出來的,范式是關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論的基礎(chǔ),是在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)過程中所要遵循的規(guī)則和指導(dǎo)方法。目前有跡可尋的共有8種范式,依次是:1NF,2NF,3NF,BCNF,4NF,5NF,DKNF,6NF。通常所用到的只是前三個(gè)范式,即:第一范式(1NF),第二范式(2NF),第三范式(3NF)。下面就簡單介紹下這三個(gè)范式。

第一范式(1NF)

強(qiáng)調(diào)的是列的原子性,即列不能夠再分成其他幾列。,即據(jù)庫表中的字段都是單一屬性的,不可再分。這個(gè)單一屬性由基本類型構(gòu)成,包括整型、實(shí)數(shù)、字符型、邏輯型、日期型等。

考慮這樣一個(gè)表:【聯(lián)系人】(姓名,性別,電話)
如果在實(shí)際場景中,一個(gè)聯(lián)系人有家庭電話和公司電話,那么這種表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就沒有達(dá)到 1NF。要符合 1NF 我們只需把列(電話)拆分,即:【聯(lián)系人】(姓名,性別,家庭電話,公司電話)。1NF 很好辨別,但是 2NF 和 3NF 就容易搞混淆。

第二范式(2NF)

首先是 1NF,另外包含兩部分內(nèi)容,一是表必須有一個(gè)主鍵;二是沒有包含在主鍵中的列必須完全依賴于主鍵,而不能只依賴于主鍵的一部分。

2NF的違例只會出現(xiàn)在候選鍵由超過一個(gè)字段構(gòu)成的表中,因?yàn)閷侮P(guān)鍵字字段不存在部分依賴問題。<《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-第三版》>

考慮一個(gè)訂單明細(xì)表:【OrderDetail】(OrderID,ProductID,UnitPrice,Discount,Quantity,ProductName)。

因?yàn)槲覀冎涝谝粋€(gè)訂單中可以訂購多種產(chǎn)品,所以單單一個(gè) OrderID 是不足以成為主鍵的,主鍵應(yīng)該是(OrderID,ProductID)。顯而易見 Discount(折扣),Quantity(數(shù)量)完全依賴(取決)于主鍵(OderID,ProductID),而 UnitPrice,ProductName 只依賴于 ProductID。所以 OrderDetail 表不符合 2NF。不符合 2NF 的設(shè)計(jì)容易產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)。

可以把【OrderDetail】表拆分為【OrderDetail】(OrderID,ProductID,Discount,Quantity)和【Product】(ProductID,UnitPrice,ProductName)來消除原訂單表中UnitPrice,ProductName多次重復(fù)的情況。

第三范式(3NF)

首先是 2NF,另外非主鍵列必須直接依賴于主鍵,不能存在傳遞依賴。即不能存在:非主鍵列 A 依賴于非主鍵列 B,非主鍵列 B 依賴于主鍵的情況。

考慮一個(gè)訂單表【Order】(OrderID,OrderDate,CustomerID,CustomerName,CustomerAddr,CustomerCity)主鍵是(OrderID)。

其中 OrderDate,CustomerID,CustomerName,CustomerAddr,CustomerCity 等非主鍵列都完全依賴于主鍵(OrderID),所以符合 2NF。不過問題是 CustomerName,CustomerAddr,CustomerCity 直接依賴的是 CustomerID(非主鍵列),而不是直接依賴于主鍵,它是通過傳遞才依賴于主鍵,所以不符合 3NF。

通過拆分【Order】為【Order】(OrderID,OrderDate,CustomerID)和【Customer】(CustomerID,CustomerName,CustomerAddr,CustomerCity)從而達(dá)到 3NF。

總結(jié)

第二范式(2NF)和第三范式(3NF)的概念很容易混淆,區(qū)分它們的關(guān)鍵點(diǎn)在于,2NF:非主鍵列是否完全依賴于主鍵,還是依賴于主鍵的一部分;3NF:非主鍵列是直接依賴于主鍵,還是直接依賴于非主鍵列。

參考文獻(xiàn):
1、數(shù)據(jù)庫(第一范式,第二范式,第三范式)
2、數(shù)據(jù)庫四大范式整理

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