数据库三大范式

一、什么是数据库三大范式

范式的简介

        范式，是符合某一种级别的关系模式的集合。构造数据库必须遵循一定的规则。在关系数据库中，这种规则就是范式。关系数据库中的关系必须满足一定的要求，即满足不同的范式。

        范式是关系数据库理论的基础，也是我们在设计数据库结构过程中所要遵循的规则和指导方法。

        目前，主要有6种范式，依次是：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、Boyce-Codd 范式（BCNF）、第四范式（4NF）和 第五范式（5NF）。

        满足最低要求的叫第一范式，在第一范式基础上进一步满足一些要求的为第二范式，其余依此类推。

        通常所用到的只是前三个范式，即：第一范式（1NF），第二范式（2NF），第三范式（3NF）。

        数据往往种类繁多，而且每种数据之间又互相关联，因此，在设计数据库时，所需要满足的范式越多，那表的层次及结构也就越复杂，最终造成数据的处理困难。

        所以在使用范式的时候也要细细斟酌，是否一定要使用该范式，必须根据实际情况做出选择。

第一范式

        第一范式就是属性不可分割，每个字段都应该是不可再拆分的。

        即每一个字段应该是最小单位，不能被拆分成多个字段，否则它就是可分割的，不符合第一范式。

        比如学生表（Student）中有个字段为姓名（name），在国内的话通常理解都是姓名是一个不可再拆分的单位，这时候就符合第一范式；但是在国外的话还要分为FIRST NAME和LAST NAME，这时候姓名这个字段就是还可以拆分为更小的单位的字段，就不符合第一范式了。

第二范式

        第二范式是在第一范式的基础上更进一步。第二范式就是要求表中要有主键，表中其他字段都依赖于主键，因此第二范式只要记住主键约束就好了。

        比如在学生表（Student）中，姓名（name）可以作为主键吗？不可以！因为学生的姓名可能会同名，这样就不唯一了。所以需要学号这样的唯一值作为主键才行。

        而表中其他字段都依赖于主键，意思是学生表中 “张三” 同学的年龄和性别等字段，不能存储别人的年龄性别，必须是和他自己相关的。因为张三的学号就决定了，这行记录归张三所有，不能给无关人员使用。

第三范式

        第三范式就是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。也就是要消除传递依赖，方便理解，可以看做是消除冗余，因此第三范式只要记住外键约束就好了。

        比如在设计一个学生表的时候，可以将班主任的主键编号作为一个外键和学生表建立相应的关系，而不可以在学生表中添加关于班主任其它信息（比如姓名、年龄等）的字段。

        这样在查询学生信息以及学生的班主任信息的时候，就可以使用班主任编号来引用班主任表中的数据，也不必在学生表中多次输入班主任信息的内容，减小了数据冗余。

二、数据库三大范式的作用

        范式可以避免数据冗余，减少数据库的空间，减轻维护数据完整性的麻烦。但是操作困难，因为需要联系多个表才能得到所需要数据，而且范式越高性能就会越差。要权衡是否使用更高范式是比较麻烦的，一般在项目中，用得最多的也就是第三范式。

        实际上设计任何一种数据库应用系统，不论是基于何种数据模型的，都会遇到如何构造合适的数据模式即逻辑结构的问题。

        由于关系模型有严格的数学理论基础，并且可以向别的数据模型转换。所以要设计合适的关系模式，使其逻辑结构更加符合要求，出现了规范化理论。

        而三大范式即第一、第二和第三范式就是规范化理论重要部分，是为了在设计中更好的解决数据冗余，数据有效性检查，提高存储效率。