数据库设计范式
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第一章 数据库基础知识
前言
认为自己大学时学得不够深入，发现实际工作中需要用到它的地方很多。因此记下此文帮助自己梳理知识，也希望可以给需要的你提供帮助。自学之路，如有错误，请纠正，万分感谢！
来自笔者内心理解（以及结合相关文献 综合思考后）的正文：
数据库设计范式
定义及作用
范式是关系型数据库设计规范，其引入是为了解决存储异常（增删改异常）和数据冗余等问题，并不能提高访问效率。
种类
按要求由低到高：1NF ⊃ 2NF ⊃ 3NF ⊃ BCNF ⊃ 4NF ⊃ 5NF。
高级别范式都在低级别范式的基础上增加了要求，级别越高数据冗余越小，但查询也越复杂，一般只需满足第三范式。
第一范式（1NF）
定义 关系中的每个属性都不可分，即每个字段都是不可再分的数据单元。
看完如下两个例子就明白啦~
e.g.1_第一范式的错误方式：
我们发现，在“联系方式”里还包含有“手机号”和“邮箱”，违背了第一范式中的字段不可分性。应设置为如下形式：
e.g.2_第一范式的正确方式：
第二范式（2NF）
定义 在第一范式的基础上，消除了非主属性对于码（键）的部分依赖，非主键字段完全依赖于候选码字段。
即必须有一个（及以上）的主键，没有包含在主键中的列必须全部依赖于全部主键，而不能只依赖于主键的一部分。
何为部分依赖？同样的我们来看个例子~
第一范式划分好后的表：【准考证号，考试科目】为我们的主属性
它的字段关系如下：
由上图可看出，准考证号可唯一确定【姓名，手机号，邮箱，专业名称，专业主任】，无需通过考试科目来确定
则我们认为【姓名，手机号，邮箱，专业名称，专业主任】部分依赖于【准考证号，考试科目】
这样做有何缺点？
1.存在大量数据冗余：每一名考生的准考证号、姓名等数据重复多次。每个专业与对应主任的数据也重复多次。
2.存在插入异常：假如新建一个专业，但没有招收任何学生，无法将专业名称与专业主任的数据插入到数据表中。
（因为主键值不可为空，即准考证号与考试科目不可为空）
3.存在修改异常：假如高纯转入网络安全专业，需要同时修改三条记录中专业名称与专业主任的数据。
4.存在删除异常：假如将某专业中所有考生的记录都删除，那么此专业的专业名称与专业主任的数据也就随之消失。
（一个专业所有考生不存在，并不能表示这个专业不存在）
如何消除部分依赖，使其满足第二范式？
模式分解后字段关系如下：
表结构如下：
改进之前的缺点了吗？
1.存在大量数据冗余？【有改善】 每一名考生的准考证号、姓名；每个专业与对应主任的数据重复次数减少。
2.存在插入异常？【无改善】 若新建一个专业，但没有设置考生，无法将专业名称与专业主任的数据插入到表中。
3.存在修改异常？【有改善】 若高纯转入网络安全专业，只需修改一条记录中专业名称与专业主任的数据。
4.存在删除异常？【无改善】 若将某专业中所有考生记录都删除，那么此专业名称与专业主任的数据也随之消失。
因此，仅符合2NF的要求，很多情况下还不够，我们还需将符合2NF要求的数据库表改进为符合3NF要求的数据库表。
第三范式（3NF）
定义 在第二范式的基础上，消除传递依赖，非主键列必须直接依赖于主键列。
何为传递依赖？
上例中，专业名称可唯一确定专业主任，无需通过准考证号来确定，则【专业主任】传递依赖于【准考证号】。
如何消除传递依赖，使其满足第三范式？
模式分解后字段关系如下：
表结构如下：
改进之前的缺点了吗？
1.存在大量数据冗余？【有改善】 无需写出每一个考生的专业主任。
2.存在插入异常？【有改善】 假如新建一个专业但没有设置考生，也可将专业名称与专业主任的数据插入到表中。
3.存在删除异常？【有改善】假如将某专业中所有考生记录都删除，那么此专业名称与专业主任的数据依然存在。
总结
1NF：关系中的每个属性都不可分。
2NF：在1NF基础之上，消除了非主属性对于码（键）的部分函数依赖。
3NF：在2NF基础之上，消除了非主属性对于码（键）的传递函数依赖。