在數(shù)據(jù)庫設計中，三范式是一項非常重要的原則。通過遵循這一原則，可以保證數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適當、高效，不僅能夠提高數(shù)據(jù)查詢的速度和準確性，還能夠避免數(shù)據(jù)冗余和不一致。那么，什么是三范式呢？如何遵循三范式進行數(shù)據(jù)庫設計呢？

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什么是三范式？

三范式（3NF，Third Normal Form）是指在數(shù)據(jù)庫設計中，一個關系型數(shù)據(jù)庫表（即一個二維表格）必須滿足以下三個條件：

1. 每個表列必須是一個原子值（即不可再分解的值）。

這意味著，應該將一個復雜的值分解為多個原子值，并將它們存儲在不同的列中。例如，如果你想要存儲一個人的地址，應該將地址信息分解為國家、省份、城市和街道等不同的列，而不是將整個地址存儲在一個列中。

2. 表中的每個非主鍵列必須完全依賴于主鍵。

這意味著，如果一個表中有多個列與主鍵相關聯(lián)，那么這些列之間必須滿足互相獨立、沒有重疊，每個列只依賴于主鍵這個條件。如果一個列依賴于另一個列，則需要將其作為一個新的表存儲，并將兩個表之間建立關聯(lián)。

3. 表中不能存在傳遞依賴。

這意味著，如果一個列依賴于非主鍵列，那么這個非主鍵列必須成為主鍵，或者與其它列一起作為新的表存儲。例如，如果一個表中有一個列包含訂單日期和訂單時間，那么應該將這兩個信息分解為兩個不同的列，并將它們分別與訂單編號建立關聯(lián)。

為什么需要遵循三范式？

遵循三范式有以下幾個好處：

1. 降低數(shù)據(jù)冗余和不一致

遵循三范式可以避免數(shù)據(jù)冗余和不一致，即同樣的數(shù)據(jù)不會存儲在多個地方，也不會受到多個操作的不同處理，從而保證了數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

2. 提高數(shù)據(jù)查詢的效率

遵循三范式可以使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變得更加高效，查詢數(shù)據(jù)的速度也會更快。因為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，關聯(lián)關系也更加清晰，查詢數(shù)據(jù)時只需要關注主鍵等關鍵信息即可。

3. 容易維護和擴展

遵循三范式可以使數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)變得更加容易維護和擴展。由于每個表只存儲了特定的信息，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也更加清晰，可以降低修改和維護的成本。

如何遵循三范式進行數(shù)據(jù)庫設計？

在進行數(shù)據(jù)庫設計時，遵循三范式需要注意以下幾個方面：

1. 確定實體和關系

在設計數(shù)據(jù)庫時首先需要確定實體和關系。一個實體可以是一個物體、一個概念或一個事件，其屬性用于描述該實體的特征。關系是不同實體之間的聯(lián)系，可以是一對一、一對多或多對多的關系。

2. 識別主鍵

主鍵是用于唯一標識表中每個行的列。一般情況下，主鍵是一個自增數(shù)字，也可以是一個字符串或一個組合鍵。在確定主鍵時需要確保其唯一性和不可更改性，以確保數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

3. 分解表和建立關系

通過將表分解為多個較小的表，并建立它們之間的關系，可以滿足三范式的要求。在分解表時需要確保每個表只存儲與該表名稱相關的信息，并盡量減少數(shù)據(jù)冗余。在建立關系時需要考慮不同實體之間的關系，以確保數(shù)據(jù)的正確性和一致性。

4. 優(yōu)化查詢效率

為了提高數(shù)據(jù)查詢的效率，需要對數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化。這包括使用索引、合理設計查詢語句等方法。同時，可以使用數(shù)據(jù)倉庫等技術來優(yōu)化大數(shù)據(jù)的處理和查詢效率。

三范式是數(shù)據(jù)庫設計中非常重要的原則，通過遵循這一原則可以保證數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適當、高效，避免數(shù)據(jù)冗余和不一致，提高數(shù)據(jù)查詢的速度和準確性，降低修改和維護的成本。在進行數(shù)據(jù)庫設計時，需要注意確定實體和關系、識別主鍵、分解表和建立關系、優(yōu)化查詢效率等方面，以確保數(shù)據(jù)的正確性和高效性。

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• 關于數(shù)據(jù)庫三大設計范式淺析

關于數(shù)據(jù)庫三大設計范式淺析

為了建立冗余較小、結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)庫，設計數(shù)據(jù)庫時必須遵循一定的規(guī)則。在關系型數(shù)據(jù)庫中這種規(guī)則就稱為范式。范式是符合某一種設計要求的總結(jié)。要想設計一個結(jié)構(gòu)合理的關系型數(shù)據(jù)庫，必須滿足一定的范式。

真斗扒拆正要明白”范式（NF）”是什么意思，首先看下教材中的定義，范式是“符合某一種級別的關系模式的，表示一個關系內(nèi)部各屬性之間的聯(lián)系的合理化程度”。實際上可以把它粗略地理解為一張數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)所符合的某種設計標準的級別。就像家里裝修買建材，最環(huán)保的是E0級，其次是E1級，還有E2級等等。數(shù)據(jù)庫范式也分為1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF，5NF。一般在我們設計關系型數(shù)據(jù)庫的時候，最多考慮到BCNF就夠。符合高一級范式的設計，必定符合低一級范式，例如符合2NF的關系模式，必定符合1NF。

在實際開發(fā)中最為常見的設計范式有三個：

首先是之一范式（1NF）。

符合1NF的關系（你可以理解為數(shù)據(jù)表?！瓣P系”和“關系模式”的區(qū)別，類似于面向?qū)ο蟪绦蛟O計中”類“與”對象“的區(qū)別?！标P系“是”關系模式“的一個實例，你可以把”關系”理解為此和一張帶數(shù)據(jù)的表，而“關系模式”是這張數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)。1NF的定義為：符合1NF的關系中的每個屬性都不可再分。表1所示的情況，就不符合1NF的要求。

表1

實際上，1NF是所有關系型數(shù)據(jù)庫的最基本要求，你在關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS），例如SQL Server，Oracle，MySQL中創(chuàng)建數(shù)據(jù)表的時候，如果數(shù)據(jù)表的設計不符合這個最基本的要求，那么操作一定是不能成功的。也就是說，只要在RDBMS中已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)表，一定是符合1NF的。如果我們要在RDBMS中表現(xiàn)表中的數(shù)據(jù)，就得設計為表2的形式：表2

表2

但是僅僅符合1NF的設計，仍然會存在數(shù)據(jù)冗余過大，插入異常，刪除異常，修改異常的問題，例如對于表3中的設計：

每一名學生的學號、姓名、系名、系主任這些數(shù)據(jù)重復多次。每個系與對應的系主任的數(shù)據(jù)也重復多次——數(shù)據(jù)冗余過大

假如學校新建了一個系，但是暫時還沒有招收任何學生（比如3月份就新建了，但要等到8月份才招生），那么是無法將系名與系主任的數(shù)據(jù)單獨地添加到數(shù)據(jù)表中去的 —-—插入異常

假如將某個系中所有學生相關的記錄都刪除，那么所有系與系主任的數(shù)據(jù)也就隨之消失了（一個系所有學生都沒有了，并不表示這個系就沒有了）。——刪除異常

假如李小明轉(zhuǎn)系到法律系，那么為了保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性，需要修改三條記錄中系與系主任的數(shù)據(jù)?！薷漠惓?。

正因為僅符合1NF的數(shù)據(jù)庫設計存在著這樣空棗那樣的問題，我們需要提高設計標準，去掉導致上述四種問題的因素，使其符合更高一級的范式（2NF），這就是所謂的“規(guī)范化”。

第二范式

第二范式在之一范式的基礎之上更進一層。是指2NF在1NF的基礎之上，消除了非主屬性對于碼的部分函數(shù)依賴。

函數(shù)依賴：若在一張表中，在屬性（或?qū)傩越M）X的值確定的情況下，必定能確定屬性Y的值，那么就可以說Y函數(shù)依賴于X，寫作 X → Y。

表中的函數(shù)依賴關系例如：

系名 → 系主任

學號 → 系主任

（學號，課名） → 分數(shù)

但以下函數(shù)依賴關系則不成立：

學號 → 課名

學號 → 分數(shù)

課名 → 系主任

（學號，課名） → 姓名

碼:假如當 K 確定的情況下，該表除 K 之外的所有屬性的值也就隨之確定，那么 K 就是碼。碼也可以理解為主鍵。

第二范式需要確保數(shù)據(jù)庫表中的每一列都和主鍵相關，而不能只與主鍵的某一部分相關（主要針對聯(lián)合主鍵而言）。也就是說在一個數(shù)據(jù)庫表中，一個表中只能保存一種數(shù)據(jù)，不可以把多種數(shù)據(jù)保存在同一張數(shù)據(jù)庫表中。

比如要設計一個訂單信息表，因為訂單中可能會有多種商品，所以要將訂單編號和商品編號作為數(shù)據(jù)庫表的聯(lián)合主鍵，如下表所示。

訂單信息表

這樣就產(chǎn)生一個問題：這個表中是以訂單編號和商品編號作為聯(lián)合主鍵。這樣在該表中商品名稱、單位、商品價格等信息不與該表的主鍵相關，而僅僅是與商品編號相關。所以在這里違反了第二范式的設計原則。

而如果把這個訂單信息表進行拆分，把商品信息分離到另一個表中，把訂單項目表也分離到另一個表中，就非常完美了。如下所示。

訂單信息表

訂單項目表

商品信息表

這樣設計，在很大程度上減小了數(shù)據(jù)庫的冗余。如果要獲取訂單的商品信息，使用商品編號到商品信息表中查詢即可。

因此可以總結(jié)判斷的方法是：

之一步：找出數(shù)據(jù)表中所有的碼。

第二步：根據(jù)之一步所得到的碼，找出所有的主屬性。

第三步：數(shù)據(jù)表中，除去所有的主屬性，剩下的就都是非主屬性了。

第四步：查看是否存在非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴。

第三范式

3NF在2NF的基礎之上，消除了非主屬性對于碼的傳遞函數(shù)依賴。也就是說， 如果存在非主屬性對于碼的傳遞函數(shù)依賴，則不符合3NF的要求。

則就是第三范式需要確保數(shù)據(jù)表中的每一列數(shù)據(jù)都和主鍵直接相關，而不能間接相關。

比如在設計一個訂單數(shù)據(jù)表的時候，可以將客戶編號作為一個外鍵和訂單表建立相應的關系。而不可以在訂單表中添加關于客戶其它信息（比如姓名、所屬公司等）的字段。如下面這兩個表所示的設計就是一個滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫表。

訂單信息表

客戶信息表

這樣在查詢訂單信息的時候，就可以使用客戶編號來引用客戶信息表中的記錄，也不必在訂單信息表中多次輸入客戶信息的內(nèi)容，減小了數(shù)據(jù)冗余。

由此可見，符合3NF要求的數(shù)據(jù)庫設計，基本上解決了數(shù)據(jù)冗余過大，插入異常，修改異常，刪除異常的問題。當然，在實際中，往往為了性能上或者應對擴展的需要，經(jīng)常 做到2NF或者1NF，但是作為數(shù)據(jù)庫設計人員，至少應該知道，3NF的要求是怎樣的。

數(shù)據(jù)庫設計的三范式的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關于數(shù)據(jù)庫設計的三范式,三范式：數(shù)據(jù)庫設計的重要原則,關于數(shù)據(jù)庫三大設計范式淺析的信息別忘了在本站進行查找喔。

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當前名稱：三范式：數(shù)據(jù)庫設計的重要原則 (數(shù)據(jù)庫設計的三范式)
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