18.7.24
一空凸、概念
在創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫的過程中，必須依照一定的準(zhǔn)則寸痢，這些準(zhǔn)則被稱為范式呀洲，從第一到第六共六個范式。
二、背景
數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化（上一篇博客有寫到）的程度不同道逗，便有了這么多種范式丛楚。數(shù)據(jù)庫范式是數(shù)據(jù)庫設(shè)計必不可少的知識，沒有對范式的理解憔辫，就無法設(shè)計出高效率趣些、優(yōu)雅的數(shù)據(jù)庫，甚至設(shè)計出錯誤誤的數(shù)據(jù)庫贰您。
三坏平、目標(biāo)
一般數(shù)據(jù)庫設(shè)計只要遵循第一范式，第二范式锦亦，和第三范式就足夠了舶替，滿足這些規(guī)范的數(shù)據(jù)庫是簡潔的、結(jié)構(gòu)明晰的杠园，同時顾瞪，不會發(fā)生插入（insert）、刪除（delete）和更新（update）操作異常抛蚁。
使用正確的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)陈醒，不僅有助于對數(shù)據(jù)庫進行相應(yīng)的存取操作，還可以極大地簡化應(yīng)用程序中的其他內(nèi)容(查詢瞧甩、窗體钉跷、報表、代碼等)肚逸，按照“數(shù)據(jù)庫規(guī)范化”對表進行設(shè)計爷辙，其目的就是減少數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)冗余，以增加數(shù)據(jù)的一致性朦促。
四膝晾、概念
1、候選鍵：唯一識別該表的屬性或?qū)傩越M务冕。而其任何血当、子集都不能再標(biāo)識，則稱該屬性組為（超級碼）候選碼洒疚。
例如：在學(xué)生實體中歹颓，“學(xué)號”是能唯一的區(qū)分學(xué)生實體的，同時又假設(shè)“姓名”油湖、“班級”的屬性組合足以區(qū)分學(xué)生實體巍扛，那么{學(xué)號}和{姓名，班級}都是（超級碼）候選碼乏德。
2撤奸、所謂依賴出嘹，就是函數(shù)依賴舅列，就是映射炭序《逯辏可以一對一，可以一對多府喳，可以多對多蒲肋。
五、六大范式
第一范式（1NF）：屬性不可拆分 或 無重復(fù)的列
一個屬性不允許再分成多個屬性來建立列钝满。事實上兜粘，在目前的DBMS中是不可能拆分屬性的，因為他們不允許這么做弯蚜。
如果出現(xiàn)重復(fù)的屬性孔轴，就可能需要定義一個新的實體，新的實體由重復(fù)的屬性構(gòu)成碎捺，新實體與原實體之間為一對多關(guān)系路鹰。第一范式的模式要求屬性值不可再分裂成更小部分，即屬性項不能是屬性組合或是由一組屬性構(gòu)成收厨。
簡而言之晋柱，第一范式就是無重復(fù)的列。例如帽氓，由“職工號”“姓名”“電話號碼”組成的表(一個人可能有一部辦公電話和一部移動電話)趣斤，這時將其規(guī)范化為1NF可以將電話號碼分為“辦公電話”和“移動電話”兩個屬性俩块，即職工(職工號黎休，姓名，辦公電話玉凯，移動電話)势腮。-
第二范式（2NF）：（就是有一個唯一主鍵，并且非主屬性對候選鍵是完全依賴漫仆。）（候選鍵可以是一個捎拯，也可以是兩個，如果是關(guān)系表盲厌，一個候選鍵中一般有兩個主屬性署照，所以非主屬性對候選鍵中的兩個主屬性的依賴，就要看是否是完全依賴吗浩。部分依賴會引起數(shù)據(jù)冗余建芙。）
第二范式(2NF)是在第一范式(1NF)的基礎(chǔ)上建立起來的，即滿足第二范式(2NF)必須先滿足第一范式(1NF)懂扼。第二范式(2NF)要求數(shù)據(jù)庫表中的每個實例或行必須可以被唯一地區(qū)分禁荸。為實現(xiàn)區(qū)分通常需要為表加上一個列右蒲，以存儲各個實例的唯一標(biāo)識。
完全函數(shù)依賴
先講講什么是部分函數(shù)依賴赶熟。
部分函數(shù)依賴瑰妄，就是多個屬性決定另一個屬性，但事實上映砖，這多個屬性是有冗余的间坐。例如，（學(xué)號邑退，班級）->姓名眶诈，事實上，只需要學(xué)號就能決定姓名瓜饥，因此班級是冗余的逝撬，應(yīng)該去掉。
如果關(guān)系模型R為第一范式乓土，并且R中的每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于R的某個候選鍵宪潮，則稱R為第二范式模式(如果A是關(guān)系模式R的候選鍵的一個屬性，則稱A是R的主屬性趣苏，否則稱A是R的非主屬性)狡相。
因此第二范式的目標(biāo)就是消除函數(shù)依賴關(guān)系中左邊存在的冗余屬性。
例如食磕，在選課關(guān)系表(學(xué)號尽棕，課程號，成績彬伦，學(xué)分)滔悉，關(guān)鍵字為組合關(guān)鍵字(學(xué)號，課程號)单绑，但由于非主屬性學(xué)分僅依賴于課程號回官，對關(guān)鍵字(學(xué)號，課程號)只是部分依賴搂橙，而不是完全依賴歉提，因此此種方式會導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余以及更新異常等問題，解決辦法是將其分為兩個關(guān)系模式：學(xué)生表(學(xué)號区转，課程號苔巨，分?jǐn)?shù))和課程表(課程號，學(xué)分)废离，新關(guān)系通過學(xué)生表中的外關(guān)鍵字課程號聯(lián)系侄泽，在需要時進行連接。
3.第三范式（3NF）：消除傳遞依賴
滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫必須先滿足第二范式厅缺。
也就是蔬顾，數(shù)據(jù)庫中的非主屬性僅能依賴于候選鍵宴偿，不存在與其他非主屬性的關(guān)聯(lián)。
例如诀豁，圖書窄刘，圖書室的關(guān)系。圖書包括編號舷胜、出版商娩践、頁碼等信息，圖書室包括圖書室編號烹骨、所存圖書（外鍵）翻伺。其中，圖書室的表中不應(yīng)該存儲任何圖書的具體信息（例如沮焕，出版商吨岭。。）峦树，而只能通過主鍵圖書編號來獲得對應(yīng)圖書的信息辣辫。（這個例子只說明了不能部分依賴，跟傳遞依賴沒啥關(guān)系魁巩，真是水凹泵稹）
以學(xué)生表(學(xué)號，姓名谷遂，課程號葬馋，成績)為例，其中學(xué)生姓名無重名肾扰，所以該表有兩個候選碼(學(xué)號畴嘶，課程號)和(姓名，課程號)白对，故存在函數(shù)依賴：學(xué)號——>姓名掠廓，(學(xué)號，課程號)——>成績甩恼，唯一的非主屬性成績對碼不存在部分依賴，也不存在傳遞依賴沉颂，所以屬性屬于第三范式条摸。
簡而言之，第三范式（3NF）要求一個數(shù)據(jù)庫表中不包含已在其它表中已包含的非主屬性信息铸屉。例如钉蒲，存在一個部門信息表，其中每個部門有部門編號（dept_id）彻坛、部門名稱顷啼、部門簡介等信息踏枣。那么在的員工信息表中列出部門編號后就不能再將部門名稱、部門簡介等與部門有關(guān)的信息再加入員工信息表中钙蒙。如果不存在部門信息表茵瀑，則根據(jù)第三范式（3NF）也應(yīng)該構(gòu)建它，否則就會有大量的數(shù)據(jù)冗余躬厌。簡而言之马昨，第三范式就是屬性不依賴于其它非主屬性。
總結(jié)一下：兩個表相關(guān)聯(lián)扛施，一個表只能有另一個表的一個依賴鸿捧。
一般系統(tǒng)設(shè)計需要符合第三范式。第三范式簡而言之兩個關(guān)聯(lián)的表疙渣，一個表只能有另一個表的候選鍵匙奴，不能有共同的非主屬性。
即妄荔，兩個關(guān)聯(lián)表饥脑，一個表A有另一個表B的非主屬性c，表A有候選鍵a和b懦冰，b也是表B的候選鍵灶轰，此時的傳遞依賴關(guān)系為：A-B，B-c刷钢。此時不滿足第三范式笋颤。
4.BC范式（BCNF）：（候選鍵存在多個屬性時，多個主屬性直接要消除傳遞依賴關(guān)系）
（1）所有非主屬性對每一個碼都是完全函數(shù)依賴内地；
（2）所有的主屬性對于每一個不包含它的碼伴澄，也是完全函數(shù)依賴；
（3）沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非碼的任意一個組合阱缓。
R屬于3NF非凌，不一定屬于BCNF，如果R屬于BCNF荆针，一定屬于3NF敞嗡。就是對于候選碼中包含多個屬性時，里面的關(guān)鍵字段互相沒有依賴航背。 假設(shè)倉庫管理關(guān)系表(倉庫號喉悴，存儲物品號，管理員號玖媚，數(shù)量)箕肃，滿足一個管理員只在一個倉庫工作；一個倉庫可以存儲多種物品今魔，則存在如下關(guān)系：
(倉庫號勺像，存儲物品號)——>(管理員號障贸，數(shù)量)
(管理員號，存儲物品號)——>(倉庫號吟宦，數(shù)量)
所以篮洁，(倉庫號，存儲物品號)和(管理員號督函，存儲物品號)都是倉庫管理關(guān)系表的候選碼嘀粱，表中唯一非關(guān)鍵字段為數(shù)量，它是符合第三范式的辰狡。但是锋叨，由于存在如下決定關(guān)系：
(倉庫號)——>(管理員號)
(管理員號)——>(倉庫號)
即存在關(guān)鍵字段決定關(guān)鍵字段的情況，因此其不符合BCNF宛篇。把倉庫管理關(guān)系表分解為兩個關(guān)系表倉庫管理表(倉庫號娃磺，管理員號)和倉庫表(倉庫號，存儲物品號叫倍，數(shù)量)偷卧，這樣這個數(shù)據(jù)庫表是符合BCNF的，并消除了刪除異常吆倦、插入異常和更新異常听诸。
5.第四范式（4NF）：（一個表的主鍵只對應(yīng)一個多值）
對于每一個X->Y，X都能找到一個候選碼（ 若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地表示一個元組,而其真子集不行,則稱該屬性組為候選碼）蚕泽。
設(shè)R是一個關(guān)系模型晌梨，D是R上的多值依賴集合。如果D中存在凡多值依賴X->Y時须妻，X必是R的超鍵仔蝌，那么稱R是第四范式的模式。
例如荒吏，職工表(職工編號敛惊，職工孩子姓名，職工選修課程)绰更，在這個表中瞧挤，同一個職工可能會有多個職工孩子姓名，同樣动知，同一個職工也可能會有多個職工選修課程皿伺，即這里存在著多值事實，不符合第四范式盒粮。如果要符合第四范式，只需要將上表分為兩個表奠滑，使它們只有一個多值事實丹皱，例如職工表一(職工編號妒穴，職工孩子姓名)，職工表二(職工編號摊崭，職工選修課程)讼油，兩個表都只有一個多值事實，所以符合第四范式呢簸。
6矮台、總結(jié)：
第一范式、第二范式是對于本表內(nèi)根时。第三范式瘦赫、BC范式和第四范式涉及多表。
1蛤迎、第一范式比較簡單确虱，屬性不可拆分。電話號碼一個字段可以分為手機號碼和座機號碼兩個字段替裆。
2校辩、第二范式不難理解，非主屬性對候選鍵完全依賴辆童，不能存在部分依賴宜咒。候選鍵只有一個主屬性時則一定符合第二范式。
候選鍵包含多個主屬性時把鉴，可能出現(xiàn)不符合第二范式的情況故黑，就是非主屬性對多屬性候選鍵部分函數(shù)依賴。在非主屬性對多屬性候選鍵完全函數(shù)依賴時纸镊，才符合第二范式倍阐。
3、第三范式去除冗余逗威，非主屬性只能存在一個表中峰搪，不應(yīng)該存在多個表中，要去除無意義的數(shù)據(jù)冗余凯旭。
4概耻、BC范式則不應(yīng)存在關(guān)鍵字決定關(guān)鍵字的情況。也就是在關(guān)聯(lián)關(guān)系表中罐呼，一個表有多個屬性構(gòu)成復(fù)合的候選鍵鞠柄，主屬性直接不應(yīng)該有互相依賴。工號和身份證號是相互依賴嫉柴。
5厌杜、第四范式，對于候選鍵只能存在不超過1個多值屬性。要求把同一表內(nèi)的多對多關(guān)系刪除夯尽。
參考：https://blog.csdn.net/yahohi/article/details/7529710
https://blog.csdn.net/hyqsong/article/details/52245195
https://blog.csdn.net/dove_knowledge/article/details/71434960
