数据库三范式与反范式详解

浅浅的花香味﹌ 2024-04-27 15:43 76阅读 0赞

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**目录**

范式

1NF（第一范式）

特征：无重复列

2NF（第二范式）

特征：完全依赖

3NF（第三范式）

特征：传递依赖

反范式

> **即使再穷，总会有梦。**
> 
> **Even if poor, there will always be dreams.**

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## **范式**  ##

范式就是数据库的构建规则，目前关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、第四范式（4NF）、第五范式（5NF）和第六范式（6NF）。满足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基础上进一步满足更多要求的称为第二范式（2NF），其余范式以次类推。一般说来，数据库只需满足第三范式（3NF）就行了。

**以下用图文并茂的方式带大家了解**

## 1NF（[第一范式][Link 3]） ##

#### 特征：**无重复列** ####

**官方解释**：在关系模式R中的每一个具体关系r中，如果每个属性值 都是不可再分的最小数据单位，则称R是第一范式的关系  
**目的**：消除实体中列中的重复值或实体的重复属性

> 例：如职工号，姓名，电话号码组成一个表（一个人可能有一个办公室电话 和一个家里电话号码） 规范成为1NF有三种方法：  
> 一是重复存储职工号和姓名。这样，关键字只能是电话号码。  
> 二是职工号为关键字，电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性  
> 三是职工号为关键字，但强制每条记录只能有一个电话号码。  
> 以上三个方法，第一种方法最不可取，按实际情况选取后两种情况。

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## 2NF（第二范式） ##

#### **特征：完全依赖** ####

**官方解释**：如果关系模式R（U，F）中的所有非主属性都**完全依赖**于任意一个候选关键字，则称关系R 属于第二范式  
**目的**：消除非主属性对主码的部分函数依赖

> 例：选课关系 SCI（SNO，CNO，GRADE，CREDIT）其中SNO为学号， CNO为课程号，GRADEGE 为成绩，CREDIT 为学分。 由以上条件，关键字为组合关键字（SNO，CNO）  
> 在应用中使用以上关系模式有以下问题：  
> a.数据冗余，假设同一门课由40个学生选修，课程号就 重复40次。  
> b.更新异常，若调整了某课程的学分，相应的元组CREDIT值都要更新，有可能会出现同一门课学分不同。  
> c.插入异常，如计划开新课，由于没人选修，没有学号关键字，只能等有人选修才能把课程和学分存入。  
> d.删除异常，若学生已经结业，从当前数据库删除选修记录。某些门课程新生尚未选修，则此门课程及学分记录无法保存。  
> 原因：  
> 非关键字属性CREDIT仅函数依赖于CNO，也就是CREDIT部分依赖组合关键字（SNO，CNO）而不是完全依赖。  
> 解决方法  
> 分成两个关系模式 SC1（SNO，CNO，GRADE），C2（CNO，CREDIT）。新关系包括两个关系模式，它们之间通过SC1中的外关键字CNO相联系，需要时再进行自然联接，恢复了原来的关系

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## 3NF（[第三范式][Link 4]） ##

#### **特征：传递依赖** ####

**官方解释**：如果关系模式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是属于第三范式的。  
目的：消除传递依赖

> 例：如S1（SNO，SNAME，DNO，DNAME，LOCATION） 各属性分别代表学号，  
> 姓名，所在系，系名称，系地址。  
> 关键字SNO决定各个属性。由于是单个关键字，没有部分依赖的问题，肯定是2NF。但这关系肯定有大量的冗余，有关学生所在的几个属性DNO，DNAME，LOCATION将重复存储，插入，删除和修改时也将产生类似以上例的情况。  
> 原因  
> 关系中存在传递依赖造成的。即SNO -> DNO。 而DNO -> SNO却不存在，DNO -> LOCATION, 因此关键字 SNO 对 LOCATION 函数决定是通过传递依赖 SNO -> LOCATION 实现的。也就是说，SNO不直接决定非主属性LOCATION。  
> 解决目地  
> 每个关系模式中不能留有传递依赖。  
> 解决方法  
> 分为两个关系 S（SNO，SNAME，DNO），D（DNO，DNAME，LOCATION）  
> 注意  
> 关系S中不能没有外关键字DNO。否则两个关系之间失去联系。

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## 反范式 ##

>  *  反范式化设计数据库，是为了提高查询效率，采用空间换时间的实现思路
>  *  一些情况下  
>     比如 存在频繁查询时，可以容忍适当的冗余设计，目的是减少多表关联查询，提高效率  
>     例如：订单表中冗余了商品信息和用户相关信息,避免查询订单时关联用户表和商品表去查询相关信息，提高效率
>  *  好查不好改  
>     但是冗余意味着，好查不好改，修改数据时  
>     冗余设计造成需要同时修改多张表中的某些字段  
>     容易出现业务上的Update遗漏现象（毕竟SQL是人写的~）

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[Link 1]: https://blog.csdn.net/weixin_68829137?type=blog
[Link 2]: https://bbs.csdn.net/forums/947a8b4d170b4a8f8d6bbfbf524c1a1e?spm=1001.2014.3001.6682
[66a608022307464ea0fef9650d095228.gif]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/27/d65ca9bf5eba4d959339079e13c2c679.gif
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[Link 3]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E7%AC%AC%E4%B8%80%E8%8C%83%E5%BC%8F&spm=1001.2101.3001.7020
[2597fdefc4c441439f61d694baa5eacb.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/27/9de6d0837d4e4b08892a66fbce0759e1.png
[d1065f26fa874984bac666cf5382d2d9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/27/1d0c04e3e887467984bbe4337fde2bfc.png
[Link 4]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E7%AC%AC%E4%B8%89%E8%8C%83%E5%BC%8F&spm=1001.2101.3001.7020
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