# 数据库设计三大范式 ## 一、第一范式 1NF是对属性的**`原子性`**，要求属性具有原子性，不可再分解； > 表：字段1、 字段2(字段2.1、字段2.2)、字段3 ...... 如老师（院系、高级职称人数），如果认为最后一列还可以再分成（教授、副教授），它就不是一范式了，否则就是； ![img](https://static.www.toimc.com/blog/picgo/2022/11/02/20190226224717807-cb263b.webp) 转化第一范式很简单，扁平化即可： ![img](https://static.www.toimc.com/blog/picgo/2022/11/02/20190226224746882-dc4e0a.webp) ## 二、第二范式 2NF是对记录的**`唯一性`**，要求记录有唯一标识，即实体的唯一性，即**不存在部分依赖**； > 表：职工号，姓名，职称，项目号，项目名称； 这个表明显说明了两个逻辑关系：职工信息，项目信息；由于非主键字段必须依赖主键，这里**职工号->姓名，职工号->职称，而项目号->项目名称**有依赖关系，所以不符合二范式。 **可能会存在问题：** - `数据冗余:`，每条记录都含有相同信息； - `删除异常：`删除所有学生成绩，就把课程信息全删除了； - `插入异常：`学生未选课，无法记录进数据库； - `更新异常：`调整课程学分，所有行都调整。 **正确做法:** > 常用的解决办法是差分表格，比如拆分为： > > - 职工信息表（职工ID、职称ID...），或加入职称表（职称表ID、职称、职称等级等） > - 项目信息表（项目ID、职工ID、项目信息...） ## 三、第三范式 **如果一个关系属于第二范式**，并且在**`两个(或多个)非主键属性之间不存在函数依赖`**。非主键属性之间的函数依赖也称为传递依赖，那么这个关系属于第三范式。 3NF是对字段的**`冗余性`**，要求任何字段不能由其他字段派生出来，它要求字段没有冗余，即**不存在传递依赖**； > 表: Student表（学号，姓名，年龄，性别，所在院校，院校地址，院校电话） **注意：**上表属于第二范式，因为主键由单个属性组成（学号） 因为存在**依赖传递**: (学号) → (学生)→(所在学院) → (学院电话) 。 **可能会存在问题：** - `数据冗余:`有重复值； - `更新异常：`有重复的冗余信息，修改时需要同时修改多条记录，否则会出现**数据不一致的情况** 。 **正确做法：** > 学生：(学号， 姓名， 年龄， 所在学院)； > > 学院：(学院，学院名称， 电话)。 ## 四、反范式化 **一般说来，数据库只需满足第三范式（`3NF`）就行了。** 没有冗余的数据库设计可以做到。但是，没有冗余的数据库未必是最好的数据库，有时为了提高运行效率，就必须降低范式标准，适当保留冗余数据。具体做法是：在概念数据模型设计时遵守第三范式，降低范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑。降低范式就是增加字段，允许冗余，**`达到以空间换时间的目的`**。 例：如订单表，“金额”这个字段的存在，表明该表的设计不满足第三范式，因为“金额”可以由“单价”乘以“数量”得到，说明“金额”是冗余字段。但是，增加“金额”这个冗余字段，可以提高查询统计的速度，这就是以空间换时间的作法。 在`Rose 2002`中，规定列有两种类型：**数据列**和**计算列**。“金额”这样的列被称为“计算列”，而“单价”和“数量”这样的列被称为“数据列”。 ## 五、范式化设计和反范式化设计的优缺点 ### 5.1 范式化 **优点：** - 可以尽量减少数据冗余 - 数据表更新快体积小 - 范式化的更新操作比反范式化更快 - 范式化的表通常比反范式化更小 **缺点：** - 查询需要对多个表进行关联，可能导致性能降低 - 更难进行索引优化 ### 5.2 反范式化 **优点：** - 减少表的关联 - 可以更好的进行索引优化 **缺点：** - 存在数据冗余及数据维护异常 - 对数据的修改需要更多成本（语句、查询、删除、验证等） - ## **参考资料** [1、通俗地理解数据库三个范式](https://link.segmentfault.com/?enc=BlVBIy2ARDrsX5wClZ8q7A%3D%3D.9JgaTtK2xl31kiRRKn%2Fa6lpc4Z0ynCQ9iMkXKhSz1GoaMV%2FxwLd9JM1ySP0dRhzFbQl%2FFPyjM5Ye4WszRjr4nA%3D%3D) [2、数据库模型设计，第一范式、第二范式、第三范式简单例子理解](https://link.segmentfault.com/?enc=JERKYOPwkoZEIbXbKDkIkQ%3D%3D.3rSQTRggQ%2FcKAG8Pmd5%2BaFhr3EyguIjHwDvJOGAOKJDrqFV%2FphzMVFtoGWWNVVXgyYfqQ9Q6jR1CejAw3Lwqbg%3D%3D) [3、数据库三大范式最简单的解释](https://link.segmentfault.com/?enc=IG%2BtrltdH0%2BnrPr%2BWfiUIA%3D%3D.rO36uGTWzMNLuDyJU3s1KaqzVSKoa3OMzRM3RUjkZD9Hj3VATUIkQIynJ4R7WLkoBSW5Aq3cCWzTQmtuBAJ0TA%3D%3D)