1 簡介
1.1 範式
範式(Normal Form, NF)是關係數據庫理論的基礎,設計數據庫結構過程中遵循的規則和指導方法.常用範式有三種,即1NF,2NF和3NF。
1.2 三種範式
| 序號 |
範式 |
描述 |
| 1 |
第一範式 |
列的原子性，即列爲原子性、不可再拆分的基本數據格式，如整型、浮點型、字符串、布爾型，不是這些數據類型組合形式，如數組、集合等可拆分的數據形式。 |
| 2 |
第二範式 |
滿足第一範式，包含主鍵，非主鍵列完全依賴主鍵，第二範式中的非主鍵數據都有唯一的主鍵標識，因此要求主鍵是不可重複的。 |
| 3 |
第三範式 |
第二範式的子集，第三範式避免冗餘數據，即共用的非主鍵數據，爲單獨的表，不在其他表中重複出現。 |
2 Usage
以MySQL關係型數據庫爲例，介紹三種範式。
2.1 MySQL數據類型
| 序號 |
數據類型 |
字符數 |
描述 |
| 1 |
CHAR(size) |
2^8-1 |
存儲固定長度的字符串（字母、數字及特殊字符），size爲指定的長度，最多存儲255個字符 |
| 2 |
VARCHAR(size) |
2^8-1 |
存儲可變長度的字符串（字母、數字及特殊字符），size爲指定的長度，最多存儲255個字符，若長度大於255則轉換爲TEXT類型 |
| 3 |
TINYTEXT |
2^8-1 |
最多存儲255個字符 |
| 4 |
TEXT |
2^16-1 |
存儲大型字符串，最多存儲65535個字符 |
| 5 |
MEDIUMTEXT |
2^24-1 |
最多存儲1677215個字符 |
| 6 |
LONGTEXT |
2^32-1 |
最多存儲4294967295個字符 |
| 7 |
BINARY |
2^8-1 |
存儲二進制數據，而不是普通字符串,最大字符數表示存儲的字節數，存儲數據時，會在數據尾部追加0x00以保證長度爲指定長度 |
| 8 |
VARBINARY |
2^8-1 |
存儲二進制數據 |
| 序號 |
數據類型 |
值個數 |
描述 |
| 1 |
ENUM(x,y,z,etc.) |
65535 |
ENUM列表中最多可列出65535個值 |
| 2 |
SET |
64 |
最多隻能包含64個列表項 |
| 序號 |
數據類型 |
字節數 |
描述 |
| 1 |
BLOB |
2^16-1 |
存儲大型二進制數據最多存儲65535字節的數據（Binary Large OBjects） |
| 2 |
MEDIUMBLOB |
2^24-1 |
最多存儲16777215字節的數據 |
| 3 |
LONGBLOB |
2^32-1 |
最多存儲4294967295字節的數據 |
| 序號 |
數據類型 |
字節數 |
描述 |
| 1 |
TINYINT(size) |
1 |
size爲存儲數據的最大位數，如1個字節，共有8位，存儲數據範圍無符號：[0,28-1]，有符號：[−27−1,27−1]，若size=3則最大存儲數據範圍：[0,23-1]和[−22−1,22−1] |
| 2 |
SMALLINT(size) |
2 |
存儲最大數據16位，數據範圍[0,2^16-1] [ -2^15 -1,2^15 -1] |
| 3 |
MEDIUMINT(size) |
3 |
最大存儲數據24位，數據範圍[0,2^24-1] [ -2^23 -1,2^23 -1] |
| 4 |
INT(size) |
4 |
最大存儲數據32位，數據範圍[0,2^32-1] [ -2^31 -1,2^31 -1] |
| 5 |
BIGINT(size) |
8 |
最大存儲數據64位，數據範圍[0,2^64-1] [ -2^63 -1,2^63 -1] |
| 6 |
FLOAT(size,d) |
4 |
最大存儲數據32位，數據範圍[0,2^32-1] [ -2^31 -1,2^31 -1] |
| 7 |
DOUBLE(size,d) |
8 |
最大存儲數據64位，數據範圍[0,2^64-1] [ -2^63 -1,2^63 -1] |
| 8 |
DECIMAL(size,d) |
/ |
最大存儲數據65位，數據範圍[0,2^65-1] [ -2^64 -1,2^64 -1] |
| 序號 |
數據類型 |
描述 |
| 1 |
DATE() |
日期，格式YYYY-MM-DD |
| 2 |
DATETIME() |
日期和時間，格式YYYY-MM-DD HH:MM:SS |
| 3 |
TIMESTAMP() |
時間戳，使用Unix紀元（1970-01-01 00:00:00)，格式：YYYY-MM-DD HH:MM:SS |
| 4 |
TIME() |
時間，格式HH:MM:SS |
| 5 |
YEAR() |
2位或4位格式的年 |
| 序號 |
數據類型 |
描述 |
| 1 |
NCHAR(size) |
存儲固定長度的Unicode字符串 |
| 2 |
NVARCHAR(size) |
存儲可變長度的Unicode字符串 |
| 3 |
NTEXT |
存儲大型Unicode字符串 |
| 序號 |
數據類型 |
描述 |
| 1 |
BIT(size) |
存儲基於位的數據，size指定位數，存儲空間單位爲字節，計算方式：(size+7)/8個字節 |
| 2 |
bool |
存儲邏輯值，只有兩種狀態，TRUE和FALSE，或0和1 |
2.2 說明
- VARCHAR
可變長度，存儲數據時按需分配，按字節存儲，比較節省空間，保存數據，同時記錄字符串的實際長度，因此，佔用的存儲空間大多數情況下是小於指定長度的，若插入的字符長度超過指定字符串長度，MySQL會自動截斷字符串，當被截掉的字符串不是空格時，MySQL會進行告警提示，在strict模式下，會報錯。
- TEXT
存儲大型字符串。
- BLOB
存儲大型二進制數據。
- NCHAR
按字符存儲數據，若存儲內容含有中文，使用nvarchar會減少出現亂碼的機率。
2.3 數據庫
以學校爲單位，設計師生相關的數據庫。
| id |
UUID |
校名 |
校訓 |
| 1 |
0001 |
學校1 |
校訓1 |
| 2 |
0002 |
學校2 |
校訓2 |
| id |
UUID |
姓名 |
年級 |
所屬學校 |
| 1 |
s001 |
學生1 |
年級1 |
0001 |
| 2 |
s002 |
學生2 |
年級2 |
0001 |
| id |
UUID |
姓名 |
年級 |
所屬學校 |
| 1 |
t001 |
教師1 |
年級1 |
0001 |
| 2 |
t002 |
教師2 |
年級2 |
0001 |
2.4 範式對應關係
- 第一範式
每個表的列均不可再拆分爲其他自然信息。
- 第二範式
每個表均有主鍵id。
- 第三範式
學生和教師共用學校信息，因此各自表中只有學校的UUID即可，不存儲學校其他自然信息。
3 小結
範式僅作爲設計數據庫表時的一種參考，實際應用中需要按需設計，不應僅侷限於範式，MySQL中，即使不滿足第三範式，仍可運行，即，出現重複的數據仍可正常工作。
【參考文獻】
[1]https://wenku.baidu.com/view/71f1d60dbb68a98271fefa10.html
[2]https://wenku.baidu.com/view/3e445b8d48649b6648d7c1c708a1284ac950054e.html?from=search
[3]https://wenku.baidu.com/view/19c9ffe4d0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c24.html?from=search
[4]https://blog.csdn.net/Xin_101/article/details/85247567
[5]https://www.cnblogs.com/Jashinck/p/8384388.html
[6]https://wenku.baidu.com/view/0b20617e68dc5022aaea998fcc22bcd127ff42f9.html?from=search
