数据库三范式的理解
参考
参考文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/20028672
本文的例子以及叙述思路来源于上文。
定义
三范式是对关系型数据库表结构设计的一种规范制约，设计出的数据表如果满足范式的标准，则称某数据库表满足第一（二、三）范式。数字越大，标准越严格。且第一范式、第二范式、第三范式是一个递进的过程，满足第一范式后，才能去
评价是否满足第二范式。
第一范式
每一个属性都是不可再分割的，这是构成数据库表的必要条件。换句话说，能放进数据库里的表，都满足第一范式。
摘一个图过来
这种就不满足第一范式。进货不能作为属性，需要拆分成进货表，销售也同样如此。
第二范式
满足一范式后，就可以将你抽象的设计具体化，可以将你的想法付诸实践，形成具体的表结构，存进数据库了。现有表结构：学生表，学生表的内容为
可以发现，每人每门课的成绩，都会不厌倦地带上系名、系主任等信息，很累赘、很繁琐。
这样设计表结构会给业务带来什么影响呢？
1、数据冗余
2、插入异常——现在学校决定新建一个系了，还没来及的招收学生，便无法将系信息单独的插进去。
3、删除异常——如果此时决定将一批学生的成绩信息全部删除，那么同时也将会删除该学生所在系的相关信息，这不是我们想看到的。
4、修改异常——如果此时，李明想要转系了，那么只要是关于李明的成绩记录。都需要修改系信息。
这个时候，我们就需要引入第二范式的概念了。
在第一范式的基础上，清除了非主属性对于码的部分函数依赖。
- 函数依赖
如果A属性的值确定，那么B属性的值也确定，称作B依赖于A。这样来看可能有点绕，按照我们思维习惯，可以这么理解，A决定了B，所以A有主导权，B就依赖A。
上述表有哪些函数依赖呢？
姓名 依赖于 学号 （学号知道了，姓名也就知道了）
系主任 依赖于 学号 （学号知道了，系主任自然知道了）
分数 依赖于 （学号、课名） （知道课名，学号，必然知道分数了）
- 完全函数依赖
分数依赖于（学号、课名），只要在知道学号和具体哪一门课的前提下，才能知道分数，缺一不可，这就是完全依赖。
- 部分函数依赖
表面上姓名部分依赖于（学号，课名），但其实姓名只依赖于学号，这就叫部份依赖。
- 传递函数依赖
X 依赖于Y， Y依赖于 Z，在 Y不依赖于X的前提下， X依赖于Z
- 码
码可能是一个属性，也可能是一个属性组（多个属性的组合）。如果码确定了，那么属性也确定了。哎~，这不就是主键吗？
并不能这么说，比如一张表里有身份证、学号， 学号和身份证都能表示唯一性，知道任意一个，就可以锁定到这个学生。
我们在选择主键的时候，身份证和学号并不会都用，只会选择其一。所以我们所说的主键其实是码的一个子集。
- 主属性
码的一个成员
- 非主属性
不是码的成员。
现在可以来理解第二范式的定义了：是否存在非主属性对码的部分函数依赖。
判断是否满足第二范式，需要经过一下几个步骤：
- 第一步骤
找到表中的码，（学号、课名）
- 第二步骤
主属性：学号、课名
- 第三步骤
非主属性：姓名、系名、系主任、分数
- 第四步骤
分析非主属性是否对码有部份依赖
姓名，只依赖于学号，有部分依赖
系名，只依赖于学号，有部份依赖
系主任，只依赖于学号，有部份依赖
分数，依赖于学号、课程，没有部份依赖
- 结论
目前的表结构，并不满足第二范式，姓名、系名、系主任，这些非主属性居然对码有部分依赖，注定是要被踢出来的。
改造
分数表
学生表
分析：
我们从第二范式的定义入手，分析表属性，将一张表拆分成了两张表。仔细一看，从业务上将，无非就是将学生信息与学生成绩拆分下来。
可是拆分的并不彻底，还是存在一些问题。
如果删除了某个系所有学生信息，那么这个系的信息也会消失。系信息与学生信息耦合在一起。我们将一步改造这张表，使其满足第三范式。
第三范式
第三范式在第二范式的基础上，消除了非主属性对于码的传递函数依赖。
成绩表已经没有耦合，除了主码，就剩一个分数字段了，且对码没有部份依赖，不需要改造。那我们重点分析一下成绩表
分析
主码：学号
主属性：学号
非主属性：姓名、系名、系主任
学号知道了，系名就知道了；系名知道了，系主任就知道了。
系主任依赖系名，系名依赖学号。存在非主属性对于码的传递依赖。
因此学生表不符合第三范式，进一步拆分：
学生表
系表
在经过多次拆分后，现有的三张表分别是：成绩表、学生表、系表。解决了冗余、插入一场、修改异常、删除异常等多种问题。
BCNF范式
BCNF范式的目的在于，消除主属性对于码的部分和传递函数依赖。
举例：
某公司有若干仓库，需要派人管理，一个管理员只能管理一个仓库，各个仓库可以存放相同的物品。（原文中用的是管理员名，但是名字可能会重复，所以把它换成工号。）
码：（管理员工号，物品名）、（物品名，仓库名）
主属性：仓库、管理员工号、物品名
非主属性：数量
不存在非主属性对码的传递依赖、部份依赖，满足第三范式。但是依然存在问题：
虽说一个仓库只有一个管理员，且一个管理员只能管理一个仓库，但是这个管理员可能会有变动，如果哪一天某个仓库换了个管理员，那么这个仓库有几条物品记录，就需要修改多少条数据。究其根本，还是因为耦合的问题。
BCNF范式，要求消除主属性对于码的部份依赖和传递依赖。仓库名是一个主属性，依赖于管理员工号，也依赖于物品名。那么就将仓库和仓库管理员拆分出来。
仓库表
库存表
总结
范式是一种规范，一种约束。但是在实际项目中，可能会出现各种各样的情况，我们不必死守规范，而应当灵活变通。
按照范式来设计数据表，本质上就是一种解耦的过程。范式的好处就是，明确定义了这个耦合的程度，以及我们如何降低这个耦合。一范式，二范式、三范式是解耦的过程。BCNF范式是第二、第三范式的一种补充。
多说几句，如果在工作中，我可能不会从范式的角度入手，而是从业务本身来设计数据表，例如第一个例子，有哪些是很少变化的，有哪些是经常变化的。系名、系主任这是绑定在一起的，是一个整体的概念，代表“系”，且很少变化。其次就是学生，学生除非跨年级、毕业，一般也不会变化，是一个整体的概念。最后是成绩，学生可能有好几门课，每门课都可以被多个人选，是多对多的概念，所以抽象出成绩表，将学生与课程关联起来。
不管是学习还是工作中，设计数据库的时候可能会从常识的角度，或者从业务需求的角度入手。在我们设计出表后，需要进一步考虑其合理性，这个时候就可以换一个思维，从范式的角度来看这些表，结合实际情况做优化。
如有错误，恳请指出。
