彻底搞懂数据库设计的三范式

数据库设计的三范式

20.1、第一范式
数据库表中不能出现重复记录，每个字段是原子性的不能再分
不符合第一范式的示例
学生编号 学生姓名 联系方式
1001 张三 zs@gmail.com,1359999999
1002 李四 ls@gmail.com,13699999999

1001 王五 ww@163.net,13488888888
存在问题：
 最后一条记录和第一条重复（不唯一，没有主键）
 联系方式字段可以再分，不是原子性的
学生编号(pk) 学生姓名 email ***话
1001 张三 zs@gmail.com 1359999999
1002 李四 ls@gmail.com
13699999999
1003 王五 ww@163.net
13488888888
关于第一范式，每一行必须唯一，也就是每个表必须有主键，这是我们数据库设计的最基本要求，主要通常采用数值型或定长字符串表示，关于列不可再分，应该根据具体的情况来决定。如联系方式，为了开发上的便利行可能就采用一个字段了。
20.2、第二范式
第二范式是建立在第一范式基础上的，另外要求所有非主键字段完全依赖主键，不能产生部分依赖
示例：
学生编号 学生姓名 教师编号 教师姓名
1001 张三 001 王老师
1002 李四 002 赵老师
1003 王五 001 王老师
1001 张三 002 赵老师

确定主键：
学生编号(PK) 教师编号(PK) 学生姓名 教师姓名
1001 001 张三 王老师
1002 002 李四 赵老师
1003 001 王五 王老师
1001 002 张三 赵老师
以上虽然确定了主键，但此表会出现大量的冗余，主要涉及到的冗余字段为“学生姓名”和“教师姓名”，出现冗余的原因在于，学生姓名部分依赖了主键的一个字段学生编号，而没有依赖教师编号，而教师姓名部门依赖了主键的一个字段教师编号，这就是第二范式部分依赖。
解决方案如下：
学生信息表
学生编号（PK） 学生姓名
1001 张三
1002 李四
1003 王五

教师信息表
教师编号（PK） 教师姓名
001 王老师
002 赵老师

教师和学生的关系表
学生编号(PK) fk学生表的学生编号 教师编号(PK) fk教师表的教师编号
1001 001
1002 002
1003 001
1001 002

如果一个表是单一主键，那么它就复合第二范式，部分依赖和主键有关系
以上是一种典型的“多对多”的设计

20.3、第三范式
建立在第二范式基础上的，非主键字段不能传递依赖于主键字段。（不要产生传递依赖）
学生编号（PK） 学生姓名 班级编号 班级名称
1001 张三 01 一年一班
1002 李四 02 一年二班
1003 王五 03 一年三班
1004 六 03 一年三班
从上表可以看出，班级名称字段存在冗余，因为班级名称字段没有直接依赖于主键(学生编号)，班级名称字段依赖于班级编号，班级编号依赖于学生编号，那么这就是传递依赖，解决的办法是将冗余字段单独拿出来建立表，如：
学生信息表
学生编号（PK） 学生姓名 班级编号（FK）
1001 张三 01
1002 李四 02
1003 王五 03
1004 六 03

班级信息表
班级编号（PK） 班级名称
01 一年一班
02 一年二班
03 一年三班
以上设计是一种典型的一对多的设计，一存储在一张表中，多存储在一张表中，在多的那张表中添加外键指向一的一方的主键
20.4、三范式总结
第一范式：有主键，具有原子性，字段不可分割
第二范式：完全依赖，没有部分依赖
第三范式：没有传递依赖
数据库设计尽量遵循三范式，但是还是根据实际情况进行取舍，有时可能会拿冗余换速度，最终用目的要满足客户需求。

一对一设计，有两种设计方案：
第一种设计方案：主键共享
第二种设计方案：外键唯一