概述

最近在研究数据库设计方面的内容，主要是后面项目有需要，今天介绍下数据库的三大范式，跟大家一起入个门~

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

如何理解三大范式？

一、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。

第一范式的合理遵循需要根据系统的实际需求来定。比如某些数据库系统中需要用到“地址”这个属性，本来直接将“地址”属性设计成一个数据库表的字段就行。但是如果系统经常会访问“地址”属性中的“城市”部分，那么就非要将“地址”这个属性重新拆分为省份、城市、详细地址等多个部分进行存储，这样在对地址中某一部分操作的时候将非常方便。这样设计才算满足了数据库的第一范式，如下表所示。

二、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。

第二范式要求数据库表中的每个实例或行必须可以被唯一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。这个唯一属性列被称为主关键字或主键、主码。

比如要设计一个订单信息表，因为订单中可能会有多种商品，所以要将订单编号和商品编号作为数据库表的联合主键，如下表所示。

不过这里会产生一个问题：这个表中是以订单编号和商品编号作为联合主键。这样在该表中商品名称、单位、商品价格等信息不与该表的主键相关，而仅仅是与商品编号相关。所以在这里违反了第二范式的设计原则。

不符合第二范式，会出现的问题：

(1) 数据冗余：同一个客户下的订单，所属单位和联系方式出现了冗余
(2) 更新异常：如果调整了某个商品的价格，表中所有下单该商品的价格表都需要调整，否则会出现同一商品价格不统一的情况
(3) 插入异常：如果商家新增了一个商品，由于还没有人买过没有订单号，导致表中无法插入这样的信息信息了
(4) 删除异常：如果客户已完成订单，或者客户退货取消订单，就需要删除订单编号，这样又会导致商品信息被删除，问题更大了。

如果把这个订单信息表进行拆分，把商品信息分离到另一个表中，把订单项目表也分离到另一个表中，就符合第二范式了

。

三、第三范式

第三范式需要确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关。数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。所谓传递函数依赖，指的是如果存在”A → B → C”的决定关系，则C传递函数依赖于A。

因此，满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系：

关键字段 → 非关键字段x → 非关键字段y

比如在设计一个订单数据表的时候，可以将客户编号作为一个外键和订单表建立相应的关系。而不可以在订单表中添加关于客户其它信息（比如姓名、所属公司等）的字段。如下面这两个表所示的设计就是一个满足第三范式的数据库表。

总结

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。所以也不能一味的去追求范式建立数据库。后面会分享更多数据库设计方面的内容，感兴趣的朋友可以关注下！