數據庫設計三大範式

關係數據庫中的關係必須滿足一定的要求，即滿足不同的範式。

關係數據庫有六種範式：第一範式（1NF）、第二範式（2NF）、第三範式（3NF）、第四範式（4NF）、第五範式（5NF）和第六範式（6NF）。滿足最低要求的範式是第一範式（1NF）。在第一範式的基礎上進一步滿足更多要求的稱爲第二範式（2NF），其餘範式以次類推。一般說來，數據庫只需滿足第三範式（3NF）就行了。

設計關係型數據庫時，遵從不同的規範要求，設計出合理的關係型數據庫。這些規範被稱作範式。越高的範式數據庫的冗餘度就越低。^[1]

第一範式

無重複的列

數據庫表的每一列都是不可分割的原子數據項，而不能是集合，數組，記錄等非原子數據項。如果實體中的某個屬性有多個值時，必須拆分爲不同的屬性

在任何一個關係數據庫中，第一範式（1NF）是對關係模式的設計基本要求，一般設計中都必須滿足第一範式（1NF）。不過有些關係模型中突破了1NF的限制，這種稱爲非1NF的關係模型。換句話說，是否必須滿足1NF的最低要求，主要依賴於所使用的關係模型。^[1]

第二範式

屬性完全依賴於主鍵

第二範式（2NF）是在第一範式（1NF）的基礎上建立起來的，即滿足第二範式（2NF）必須先滿足第一範式（1NF）。

當存在多個主鍵的時候，纔會發生不符合第二範式的情況。比如有兩個主鍵，不能存在這樣的屬性，它只依賴於其中一個主鍵，這就是不符合第二範式。

如果存在不符合第二範式的情況，那麼這個屬性和主關鍵字的這一部分應該分離出來形成一個新的實體，新實體與原實體之間是一對多的關係。^[1]

第三範式

屬性不能傳遞依賴於主屬性（屬性不依賴於其它非主鍵屬性）

第三範式（3NF）是在第二範式（2NF）的基礎上建立起來的，即滿足第三範式（3NF）必須先滿足第二範式（2NF）。

如果某一屬性依賴於其他非主鍵屬性，而其他非主鍵屬性又依賴於主鍵，那麼這個屬性就是間接依賴於主鍵，這被稱作傳遞依賴於主屬性。
　　

爲了建立冗餘較小、結構合理的數據庫，設計數據庫時必須遵循一定的規則。在關係型數據庫中這種規則就稱爲範式。範式是符合某一種設計要求的總結。要想設計一個結構合理的關係型數據庫，必須滿足一定的範式。

                 

在實際開發中最爲常見的設計範式有三個：

1．第一範式(確保每列保持原子性)

第一範式是最基本的範式。如果數據庫表中的所有字段值都是不可分解的原子值，就說明該數據庫表滿足了第一範式。

第一範式的合理遵循需要根據系統的實際需求來定。比如某些數據庫系統中需要用到“地址”這個屬性，本來直接將“地址”屬性設計成一個數據庫表的字段就行。但是如果系統經常會訪問“地址”屬性中的“城市”部分，那麼就非要將“地址”這個屬性重新拆分爲省份、城市、詳細地址等多個部分進行存儲，這樣在對地址中某一部分操作的時候將非常方便。這樣設計纔算滿足了數據庫的第一範式，如下表所示。

上表所示的用戶信息遵循了第一範式的要求，這樣在對用戶使用城市進行分類的時候就非常方便，也提高了數據庫的性能。

                

2．第二範式(確保表中的每列都和主鍵相關)

第二範式在第一範式的基礎之上更進一層。第二範式需要確保數據庫表中的每一列都和主鍵相關，而不能只與主鍵的某一部分相關（主要針對聯合主鍵而言）。也就是說在一個數據庫表中，一個表中只能保存一種數據，不可以把多種數據保存在同一張數據庫表中。

比如要設計一個訂單信息表，因爲訂單中可能會有多種商品，所以要將訂單編號和商品編號作爲數據庫表的聯合主鍵，如下表所示。

 訂單信息表

這樣就產生一個問題：這個表中是以訂單編號和商品編號作爲聯合主鍵。這樣在該表中商品名稱、單位、商品價格等信息不與該表的主鍵相關，而僅僅是與商品編號相關。所以在這裏違反了第二範式的設計原則。

而如果把這個訂單信息表進行拆分，把商品信息分離到另一個表中，把訂單項目表也分離到另一個表中，就非常完美了。如下所示。

這樣設計，在很大程度上減小了數據庫的冗餘。如果要獲取訂單的商品信息，使用商品編號到商品信息表中查詢即可。

                 

3．第三範式(確保每列都和主鍵列直接相關,而不是間接相關)

第三範式需要確保數據表中的每一列數據都和主鍵直接相關，而不能間接相關。

比如在設計一個訂單數據表的時候，可以將客戶編號作爲一個外鍵和訂單表建立相應的關係。而不可以在訂單表中添加關於客戶其它信息（比如姓名、所屬公司等）的字段。如下面這兩個表所示的設計就是一個滿足第三範式的數據庫表。

這樣在查詢訂單信息的時候，就可以使用客戶編號來引用客戶信息表中的記錄，也不必在訂單信息表中多次輸入客戶信息的內容，減小了數據冗餘。