什么是三范式

什么是三范式

设计关系型数据库时，遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库，这些不同的规范要求被称为不同的范式，各种范式呈递次规范，越高的范式数据库冗余越小。

目前关系型数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式（4NF）和第五范式（5NF，又称完美范式）。一般来说，数据库只需要满足第三范式就行了。

第一范式：保证每列的原子性

第一范式是最基本的范式。如果数据库表中的所有字段值都是不可分解的原子值，就说明该数据库满足了第一范式。

第一范式需要根据系统的实际需求来定，比如有一张用户信息表：

一般来说"住址"设计成一个字段就行，但是如果经常访问"住址"中城市的部分，那么就非要将"住址"这个属性重新拆分为"省份"、“城市”、"地址"等多个部分进行存储，这样在对"住址"中某一部分进行操作的时候将非常方便。这么设计才算满足了数据库的第一范式，修改之后的表结构如图：

第二范式：保证一张表只描述一件事情

这是通俗的说法，用第二范式的定义描述第二范式，说的是在满足第一范式的基础上，数据库表中不存在非关键字段对任一候选关键字段的部分函数依赖，也即所有非主键字段都完全依赖于主键。

看不懂是吗，没关系，我也看不懂，下面举一个例子，有一张表如下图：

上表满足第一范式，即每个字段不可再分，但是这张表设计得并不好，或者说，这张表的设计并不满足第二范式。因为这张表里面描述了两件事情：学生信息、课程信息，“学分"完全依赖于"课程名称”、“姓名"与"年龄"完全依赖于"学号”。这么做的后果是：

1、数据冗余：同一门课程由n个学生选修，"学分"重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄重复m-1次

2、更新异常：若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的"学分"值都需要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况

3、插入异常：假设要开一门新课程，暂时没有人选修，那么由于没有"学号"关键字，"课程"与"学分"也无法记录入数据库

4、删除异常：假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是，与此同时，"课程"和"学分"也被删除了，显然，这最终可能会导致插入异常

所以，此表的结构必须修改，修改为3个表如下：

学生表

课程表

成绩表

增加了表，将学生信息与课程信息通过一张中间表关联，很好地解决了上面的几个问题，这就是第二范式的中心----保证一张表只讲一件事情。

第三范式：保证每列都和主键直接相关

第三范式在第二范式的基础上，要求表中的非主键字段不依赖于其他非主键字段。如果存在传递依赖（即非主键字段依赖于其他非主键字段），就不符合第三范式。为了满足第三范式，应将传递依赖的字段抽取出来，建立新的表，并使用外键关联，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。也就是说表中的字段和主键直接对应不依靠其他中间字段，说白了就是，决定某字段值的必须是主键。

举个例子，看一下如下的表结构：

第三范式和第二范式有点像，从这张数据库表结构中可以看出，“姓名”、“年龄”、“学院"和主键"学号"直接关联，但是"学院地点”、“学院电话"却不直接和主键"学号"相关联，和"学院电话"直接相关联的是"学院”，如果表结构这么设计，同样会造成和第二范式一样的数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常的问题。

修改之后的表结构如下图：