三大范式

今天我们来讲讲数库设计的三大范式：

• 1NF（第一范式）[确保每列保持原子性]

　　第一范式是只数据库表中的每一项都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。第一范式的模式要求属性值不可再分裂为更小部分，及属性项不能是属性组合或是由一组属性构成。

　　简而言之，第一范式就是无重复的列。如果有个由name,phone两列组成的表，而一个人可能有英文名和中文名，此时将其规范化为1NF为：name_cn,name_en,phone。

• 2NF（第二范式）[确保表中的每列都和主键相关]

　　第二范式是第一范式的基础上建立起来的，即满足第二范式必须先满足第一范式。2NF要求数据库表中的每个实例或者每一行必须可以被唯一区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，已存储各个实例的唯一标识。

　　例如，在选课关系表（学号，课程号，成绩，学分），关键字为组合关键字（学号，课程号），但由于非主属性【学分】仅依赖于课程号，对关键字（学号，课程号）只是部分依赖，而不是完全依赖，因此此种方式会导致数据冗余以及更新异常等问题。解决办法就是将其分为两个关系模式：学生表（学号，课程号，成绩）和课程表（课程号，学分），新关系通过学生表中的外关键字（课程号）联系，在需要时进行连接。

• 3NF（第三范式）[确保每列都和主键列直接相关,而不是间接相关]

　　如果关系模型R是第二范式，且每个非主属性都不传递依赖于R的候选键，则成R是第三范式的模式。

　　注意，2NF是关系中存在传递依赖，但不存在部分依赖的关系，3NF是关系中既不存在部分依赖，也不存在传递依赖的关系。

　　例如：

　　有关系R（学生学号，课程号，成绩，课程名，学分，教师编号，教师性别，教师职称）,在这个关系中，主码是（学生学号，课程号），但是由于（课程名，学分，教师编号，教师性别，教师职称）仅依赖于课程号，因此对于主码（学生学号，课程号）只是部分依赖，因此不属于2NF，要修改为2NF：

　　R1(学生学号，课程号，成绩)，R2(课程号，成绩，课程名，学分，教师编号，教师性别，教师职称)

　　此时R2的主码为课程号，各个非主属性对主码的依赖关系有：课程号→课程名，课程号→学分，课程号→教师编号，另外还存在依赖关系：教师编号→教师性别，教师编号→教师职称，即所在教师性别对主码（课程号）存在传递依赖,教师职称对主码（课程号）存在传递依赖，所以不属于属于3NF，分解为3NF：

　　R21（课程号，课程名，学分，教师编号），R22（教师编号，教师性别，教师职称）

以上。