數(shù)據(jù)庫設(shè)計三大范式

數(shù)據(jù)庫設(shè)計三大范式

一個設(shè)計合理的表洒放,能給服務(wù)器性能帶來很大的提高,因此如何設(shè)計出比較合理的表就比較重要了,設(shè)計范式(范式,數(shù)據(jù)庫設(shè)計范式,數(shù)據(jù)庫的設(shè)計范式)是符合某一種級別的關(guān)系模式的集合符匾。構(gòu)造數(shù)據(jù)庫必須遵循一定的規(guī)則。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中瘩例,這種規(guī)則 就是范式啊胶。關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系必須滿足一定的要求,即滿足不同的范式垛贤,一般我們設(shè)計數(shù)據(jù)庫表的時候只要滿足第三范式(3NF)就夠了焰坪,下面就對這幾種范式進行簡單講解。

概念

在介紹三大范式之前我們先要了解幾種概念:

鍵字=碼字聘惦,所以 主鍵=主碼=主關(guān)鍵字某饰,候選鍵=候選碼=候選關(guān)鍵字

  • 候選碼(候選鍵、關(guān)鍵字善绎、關(guān)鍵碼):能夠唯一標(biāo)識一條記錄的最小屬性集黔漂,比如成績表中有學(xué)號、課程號禀酱,學(xué)號或者課程單獨一個都不能確定一條記錄炬守,那么(學(xué)號、課程號)就是一個候選碼剂跟。候選碼可以1個减途,也可以多個。當(dāng)有多個的時候曹洽,任意選一個作為主碼(也就是通俗我們講的primary key)鳍置,非常像“復(fù)合主鍵”這個概念,因為有些表的主鍵是多個屬性構(gòu)成的衣洁,沒人規(guī)定主鍵只能由一個屬性構(gòu)成啊墓捻,只是我們大多數(shù)見到的是這樣罷了

  • 主碼(主鍵):某個能夠唯一標(biāo)識一條記錄的最小屬性集(是從候選碼里人為挑選的一條)

  • 主屬性:主屬性從候選碼中來,因為候選碼可能有多個坊夫,每個候選碼可能包含多個屬性砖第,但只要在候選碼中出現(xiàn)過的屬性,都叫主屬性

  • 非主屬性:與主屬性定義相反环凿,沒有在候選碼中出現(xiàn)過的屬性叫非主屬性

  • 完全依賴:(x,y)->z必須由x和y一起得到z梧兼,這樣的關(guān)系就稱為z是(x,y)的完全依賴

  • 部分依賴:(x,y)->z且x->z或者y->z,也就是說根據(jù)x能到z或者根據(jù)y能得到z智听,這樣的關(guān)系就稱為z是(x,y)的部分依賴(非完全依賴)

  • 傳遞依賴:x->y y->z或(x,y)->m m->z羽杰,這樣的關(guān)系稱為z是x的傳遞依賴或者說z是(x,y)的傳遞依賴

三大范式介紹

第一范式(1NF)

第一范式:有主鍵渡紫,具有原子性,字段不可分割

  1. 每一列屬性都是不可再分的屬性值考赛,確保每一列的原子性
  2. 兩列的屬性相近或相似或一樣惕澎,盡量合并屬性一樣的列,確保不產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)
CREATE TABLE `user` (
  `user_id` varchar(50) NOT NULL COMMIT '人員編號',
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
  `mobile` varchar(11) DEFAULT NULL COMMENT '電話',
  `email` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '郵箱',
  `address` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '地址'
  PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶表';

上面這個user表其實不滿足第一范式颜骤,因為地址的話里面包含省份唧喉、市、區(qū)忍抽、街道等八孝,假如要根據(jù)省份進行分類的話就不能完成了,我們要包裝每一列的屬性都是不可再分的狀態(tài)鸠项,因此我們對user表重新進行拆分干跛,滿足第一范式,拆分后的表如下:

CREATE TABLE `user` (
  `user_id` varchar(50) NOT NULL COMMIT '人員編號',
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
  `mobile` varchar(11) DEFAULT NULL COMMENT '電話',
  `email` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '郵箱',
  `province` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '省'
  `city` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '市'
  `address` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '詳細地址'
  PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶表';
第二范式(2NF)

第二范式:首先滿足第二范式的前提是一定要滿足第一范式祟绊。如果關(guān)系模式R滿足第一范式楼入,并且R得所有非主屬性都完全依賴于R的每一個候選關(guān)鍵屬性,稱R滿足第二范式牧抽,簡記為2NF浅辙。比如一個關(guān)系的關(guān)鍵碼為(x,y),非主屬性為z首先因為(x,y)是關(guān)鍵碼阎姥,所以一定能得到z,如果存在x->z或者y->z則說明z是部分依賴鸽捻,則不滿足2NF呼巴,否則滿足2NF。

簡單來說就是御蒲,表中非主鍵列對主鍵列是完全依賴衣赶,要求每個表只描述一 件事情。也就是說在一個數(shù)據(jù)庫表中厚满,一個表中只能保存一種數(shù)據(jù)府瞄,不可以把多種數(shù)據(jù)保存在同一張數(shù)據(jù)庫表中。

我們來看個例子:

CREATE TABLE `order_goods` (
    `order_id` VARCHAR (11) NOT NULL COMMENT '訂單編號',
    `goods_id` VARCHAR ( 11 ) NOT NULL COMMENT '商品編號',
    `goods_name` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '商品名稱',
    `price` DECIMAL ( 5, 2 ) DEFAULT NULL COMMENT '商品價格',
    `customer_name` VARCHAR ( 50 ) NOT NULL COMMENT '客戶名稱',
    `customer_mobile` VARCHAR ( 11 ) DEFAULT NULL COMMENT '客戶電話',
PRIMARY KEY ( `order_id`, `goods_id` ) 
) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8 COMMENT = '訂單商品表';

因為訂單中可能會有多種商品碘箍,所以要將訂單編號(order_id)和商品編號(goods_id)作為數(shù)據(jù)庫表的聯(lián)合主鍵遵馆。上面這個表設(shè)計的有什么問題呢是否符合第二范式呢?顯然是不符合的,商品名稱丰榴、商品價格并非完全依賴于該表的主鍵(訂單編號货邓,商品編號),啥意思呢四濒,也就是說我們根據(jù)商品編號能夠得到商品名稱和商品價格换况,換句話說實際上商品名稱和商品價格只跟商品編號有關(guān)职辨,因此不滿足第二范式。我們將表進行拆分如下:

CREATE TABLE `goods` (
    `goods_id` VARCHAR ( 11 ) NOT NULL COMMENT '商品編號',
    `goods_name` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '商品名稱',
    `price` DECIMAL ( 5, 2 ) DEFAULT NULL COMMENT '價格',
PRIMARY KEY (`goods_id` ) 
) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8 COMMENT = '商品表';

CREATE TABLE `order` (
    `order_id` VARCHAR (11) NOT NULL COMMENT '訂單編號',
    `goods_id` VARCHAR ( 11 ) NOT NULL COMMENT '商品編號',
    `customer_name` VARCHAR ( 50 ) NOT NULL COMMENT '客戶名稱',
    `customer_mobile` VARCHAR ( 11 ) DEFAULT NULL COMMENT '客戶電話',
PRIMARY KEY ( `order_id`) 
) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8 COMMENT = '訂單表';
第三范式(3NF)

第三范式:首先滿足第三范式必然要先滿足第二范式戈二,再者就是沒有傳遞依賴舒裤,表中的列不存在對非主鍵列的傳遞依賴,也就是不能存在x->y y->z或(x,y)->m m->z觉吭。

CREATE TABLE `student` (
    `student_colde` VARCHAR ( 11 ) NOT NULL COMMENT '學(xué)號',
    `name` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
    `age` INT ( 3 ) DEFAULT NULL COMMENT '年齡',
    `sex` VARCHAR ( 2 ) DEFAULT NULL COMMENT '性別',
    `school` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '所在院校',
    `address` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '院校地址',
    `tel` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '院校電話',
PRIMARY KEY ( `student_colde` ) 
) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8 COMMENT = '學(xué)生表';

上面這個表我們可以看到主鍵是學(xué)號(student_code)腾供,其他列也就是非主鍵列,但是我們能根據(jù)學(xué)號->所在院校 ->院校地址亏栈,也就是說上面的表中存在傳遞依賴的關(guān)系台腥,因此不符合第三范式。將上表進行改造:

CREATE TABLE `student` (
    `student_colde` VARCHAR ( 11 ) NOT NULL COMMENT '學(xué)號',
    `name` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
    `age` INT ( 3 ) DEFAULT NULL COMMENT '年齡',
    `sex` VARCHAR ( 2 ) DEFAULT NULL COMMENT '性別',
    `school` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '所在院校',
    PRIMARY KEY ( `student_colde` ) 
) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8 COMMENT = '學(xué)生表';

CREATE TABLE `school` (
    `school` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '所在院校',
    `address` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '院校地址',
    `tel` VARCHAR ( 100 ) DEFAULT NULL COMMENT '院校電話',
PRIMARY KEY ( `school` ) 
) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8 COMMENT = '學(xué)校表';

總結(jié)

在我們設(shè)計數(shù)據(jù)庫時绒北,可以按照三大范式來進行設(shè)計黎侈,這樣可以建立結(jié)構(gòu)合理、冗余較小的數(shù)據(jù)庫闷游,但是具體設(shè)計的時候要結(jié)合實際峻汉,有時候多一些冗余字段能夠?qū)π阅苡兴岣撸ㄟ^空間換時間脐往,因此要結(jié)合實際靈活運用休吠。

參考博客

數(shù)據(jù)庫之設(shè)計范式

數(shù)據(jù)庫中1NF,2NF业簿,3NF的判別

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