数据库设计三大范式

数据库设计范式

什么是范式：简言之就是，数据库设计对数据的存储性能，还有开发人员对数据的操作都有莫大的关系。所以建立科学的，规范的的数据库是需要满足一些

规范的来优化数据数据存储方式。在关系型数据库中这些规范就可以称为范式。

什么是三大范式：

第一范式：当关系模式R的所有属性都不能在分解为更基本的数据单位时，称R是满足第一范式的，简记为1NF。满足第一范式是关系模式规范化的最低要

求，否则，将有很多基本操作在这样的关系模式中实现不了。

第二范式：如果关系模式R满足第一范式，并且R得所有非主属性都完全依赖于R的每一个候选关键属性，称R满足第二范式，简记为2NF。

第三范式：设R是一个满足第一范式条件的关系模式，X是R的任意属性集，如果X非传递依赖于R的任意一个候选关键字，称R满足第三范式，简记为3NF.

注：关系实质上是一张二维表，其中每一行是一个元组，每一列是一个属性

理解三大范式

第一范式

   1、每一列属性都是不可再分的属性值，确保每一列的原子性 

   2、两列的属性相近或相似或一样，尽量合并属性一样的列，确保不产生冗余数据。 　　

　　

　　 

　　如果需求知道那个省那个市并按其分类，那么显然第一个表格是不容易满足需求的，也不符合第一范式。 

　　 

　　 

　　显然第一个表结构不但不能满足足够多物品的要求，还会在物品少时产生冗余。也是不符合第一范式的。

 第二范式 

　　每一行的数据只能与其中一列相关，即一行数据只做一件事。只要数据列中出现数据重复，就要把表拆分开来。

 　　

 　　一个人同时订几个房间，就会出来一个订单号多条数据，这样子联系人都是重复的，就会造成数据冗余。我们应该把他拆开来。

 　　

 　　

 　　这样便实现啦一条数据做一件事，不掺杂复杂的关系逻辑。同时对表数据的更新维护也更易操作。

 第三范式

　　 数据不能存在传递关系，即没个属性都跟主键有直接关系而不是间接关系。像：a-->b-->c  属性之间含有这样的关系，是不符合第三范式的。

比如Student表（学号，姓名，年龄，性别，所在院校，院校地址，院校电话）

这样一个表结构，就存在上述关系。 学号--> 所在院校 --> (院校地址，院校电话)

这样的表结构，我们应该拆开来，如下。

（学号，姓名，年龄，性别，所在院校）--（所在院校，院校地址，院校电话）

最后：

三大范式只是一般设计数据库的基本理念，可以建立冗余较小、结构合理的数据库。如果有特殊情况，当然要特殊对待，数据库设计最重要的是看需求跟性能，需求>性能>表结构。所以不能一味的去追求范式建立数据库。

BC范式

设关系模式R<U，F>∈1NF，如果对于R的每个函数依赖X→Y，若Y不属于X，则X必含有候选码，那么R∈BCNF。 

　　解释一下：对于关系模式R，若 R中的所有非平凡的、完全的函数依赖的决定因素是码，则R属于BCNF。 

　　若R∈BCNF 

　　每一个决定属性集（因素）都包含（候选）码 

　　R中的所有属性（主，非主属性）都完全函数依赖于码 

　　R∈3NF（证明） 

　　若R∈3NF 则 R不一定∈BCNF 

　　在关系模式STJ（S，T，J）中，S表示学生，T表示教师，J表示课程。 

　　每一教师只教一门课。每门课由一名教师教，某一学生选定某门课，就确定了一个固定的教师。某个学生选修某个教师的课就确定了所选课的名称 ： (S，J)→T，(S，T)→J，T→J 

　　由关系模式的定义可以得到如下结论，若R属于BCNF，则R有： 

　　1.所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖。 

　　2.所有的主属性对每一个不包含它的码,也是完全函数依赖。 

　　3.没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。 

　　由于R∈BCNF,按定义排除了任何属性对码的传递依赖与部分依赖,所以R∈3NF。但是若R∈3NF,则R未必属于BCNF。

1.第一范式：数据库的字段是单一属性，不可再分。
 解释：

• 不能是复合属性，如果存在，应该拆分为多个属性
• 不能是多值属性，如果存在，应该建立一个实体，而让此属性与其存在1对多的关系)
• 不能是重复属性

2.第二范式：任何非关键字段不能部分依赖任一侯选关键字（即必须完全依赖）。
 解释：

• 表中必须存在侯选关键字，即每一行不同于其他任一行，是惟一区分的
• 任何非关键字段不能依赖于侯选关键字的一部分

3.第三范式：任何非关键字段不能传递依赖任一侯选关键字
 解释：

• 非关键字字段必须直接依赖任一侯选关键字
• 非关键字段C不能依赖非侯选关键字B，因为样会形成传递依赖：侯选关键字A=>B=>C，因为这时的B往往是外键，即其他表的主键，也就是说表中不能含有其他表的非主属性

4.BC范式：任何字段都不能传递依赖任一侯选关键字
解释：

• 与第三范式相比，一个是“任何非关键字段不能”，一个是“任何字段不能”，显然更严格了
• 侯选关键字或其部分字段不能传递依赖其他的侯选关关键字

注释：
侯选关键字：又叫侯选码，惟一标识一行数据，其真子集不能是侯选关键字，一个表可以存在多个侯选关键字，如用户表的username，userid
主关键字：又叫主键，主码，被选中的用来区分其它行的侯选关键字，一个表只有一个主关键字
部分依赖：(A,B)->C,D,如A->C,则C部分依赖A
传递依赖：A->B->C,则C传递依赖A

注意点：

1. 数据库连接会带来一部分的性能损失
2. 并不是数据库范式越高越好
3. 有时会在数据冗余与范式之间做出权衡，在实际的数据库开发过程中，往往会允许一部分的数据冗余来减少数据库连接。

参考1：http://www.cnblogs.com/knowledgesea/p/3667395.html

参考2：http://m.blog.csdn.net/blog/qq_20042935/42609609