前言
數(shù)據(jù)庫范式是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本理論，好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計離不開數(shù)據(jù)庫范式的支撐，數(shù)據(jù)庫范式規(guī)范了數(shù)據(jù)庫的設(shè)計原則，使得數(shù)據(jù)庫能更加有效的應(yīng)用于各種互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)當中。本篇文章主要通過結(jié)合實際例子給大家介紹一下數(shù)據(jù)庫范式相關(guān)的知識，希望能給大家?guī)硪恍嶋H應(yīng)用的幫助。
1、數(shù)據(jù)庫范式的意義
數(shù)據(jù)庫范式主要是為解決關(guān)系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常、刪除異常問題而引入的設(shè)計理念。簡單來說，數(shù)據(jù)庫范式可以避免數(shù)據(jù)冗余，減少數(shù)據(jù)庫的存儲空間，并且減輕維護數(shù)據(jù)完整性的成本。是關(guān)系數(shù)據(jù)庫核心的技術(shù)之一，也是從事數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員必備知識。
2、數(shù)據(jù)庫范式分類
范式是評價數(shù)據(jù)庫模式規(guī)范化程度從低到高主要有：1NF、2NF、3Nf、BCNF、4NF、5NF。
2.1 1NF 第一范式
強調(diào)屬性的原子性約束，要求屬性具有原子性，不可再分解。
舉例：
學(xué)生表(學(xué)號、姓名、年齡、性別、地址)。因為地址可以細分為國家、省份、城市、市區(qū)、街道，那么該模式就沒有達到第一范式。
第一范式存在問題：冗余度大、會引起修改操作的不一致性、數(shù)據(jù)插入異常、數(shù)據(jù)刪除異常。
2.2 2NF 第二范式
第二范式，強調(diào)記錄的唯一性約束，數(shù)據(jù)表必須有一個主鍵，并且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。
舉例：
版本表(版本編碼，版本名稱，產(chǎn)品編碼，產(chǎn)品名稱)，其中主鍵是(版本編碼，產(chǎn)品編碼)，這個場景中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計并不符合第二范式，因為產(chǎn)品名稱只依賴于產(chǎn)品編碼。存在部分依賴。所以，為了使其滿足第二范式，可以改造成兩個表：版本表(版本編碼，產(chǎn)品編碼)和產(chǎn)品表(產(chǎn)品編碼，產(chǎn)品名稱)
2.3 3NF 第三范式
第三范式，強調(diào)數(shù)據(jù)屬性冗余性的約束，也就是非主鍵列必須直接依賴于主鍵。也就是消除了非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴。
舉例：
訂單表(訂單編碼，顧客編碼，顧客名稱)，其中主鍵是(訂單編碼)，這個場景中，顧客編碼、顧客名稱都完全依賴于主鍵，因此符合第二范式，但顧客名稱依賴于顧客編碼，從而間接依賴于主鍵，所以不能滿足第三范式。如果要滿足第三范式，需要拆分為兩個表：訂單表(訂單編碼，顧客編碼)和顧客表(顧客編碼，顧客名稱)。
說明：3NF的模式肯定滿足2NF。產(chǎn)生冗余和異常的兩個重要原因是部分依賴和傳遞依賴。3NF模式中不存在非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴，性能較好。1NF、2NF一般不適合作為數(shù)據(jù)庫模式，通常需要轉(zhuǎn)換為3NF或者更高級別的范式，這種變換過程稱為關(guān)系模式規(guī)范化處理。
2.4 BCNF(Bovce Codd Normal Form 巴克斯范式)
屬于修正的第三范式，是防止主鍵的某一列會依賴于主鍵的其他列。當3NF消除了主屬性對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴稱為BCNF。
特性：
1、所有主屬性對每一個碼都是完全函數(shù)依賴
2、所有主屬性對每一個不包含它的碼，也是完全函數(shù)依賴
3、沒有任何屬性完全函數(shù)依賴與非碼的任何一組屬性
舉例：庫存表(倉庫名，管理員名，商品名，數(shù)量)，主鍵為(倉庫名，管理員名，商品名)，這是滿足前面三個范式的，但是倉庫名和管理員名之間存在依賴關(guān)系，因此刪除某一個倉庫，會導(dǎo)致管理員也被刪除，這樣就不滿足BCNF。
2.5 4NF 第四范式
非主屬性不應(yīng)該有多值。如果有多值就違反了第四范式。4NF是限制關(guān)系模式的屬性間不允許有非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴。
舉例：用戶聯(lián)系方式表(用戶id，固定電話，移動電話)，其中用戶id是主鍵，這個滿足了BCNF,但是一個用戶有可能會有多個固定電話或者多個移動電話，那么這種設(shè)計就不合理，應(yīng)該改為(用戶id，聯(lián)系方式類型，電話號碼)。
說明：如果只考慮函數(shù)依賴，關(guān)系模式規(guī)范化程度最高的范式是BCNF;如果考慮多值依賴則是4NF。
2.6 5NF 第五范式
第五范式屬于最終范式，消除了4NF中的連接依賴，第五范式需要滿足以下要求：
1、必須滿足第四范式
2、表必須可以分解為較小的表，除非那些表在邏輯上擁有與原始表相同的主鍵。
一般實際應(yīng)用中不必考慮第五范式。
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