通俗易懂范式

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数据库范式是数据库设计中必不可少的知识，没有对范式的理解，就没法设计出高效率、优雅的数据库。甚至设计出错误的数据库。而想要理解并掌握范式却并非那 么容易。教科书中通常以关系代数的方法来解释数据库范式。这样作虽然可以十分准确的表达数据库范式，但比较抽象，不太直观，不便于理解，更难以记忆。
       本文用较为直白的语言介绍范式，旨在便于理解和记忆，这样作可能会出现一些不精确的表述。但对于初学者应该是个不错的入门。我写下这些的目的主要是为了增强 记忆，其实我也比较菜，我但愿当我对一些概念生疏的时候，回过头来看看本身写的笔记，能够快速地进入状态。若是你发现其中用错误，请指正。
       下面开始进入正题：

1、基础概念
       要理解范式，首先必须对知道什么是关系数据库，若是你不知道，我能够简单的不能再简单的说一下：关系数据库就是用二维表来保存数据。表和表之间能够……（省略10W字）。
而后你应该理解如下概念：

• 实体：现实世界中客观存在并能够被区别的事物。好比“一个学生”、“一本书”、“一门课”等等。值得强调的是这里所说的“事物”不只仅是看得见摸得着的“东西”，它也能够是虚拟的，不如说“老师与学校的关系”。
• 属性：教科书上解释为：“实体所具备的某一特性”，因而可知，属性一开始是个逻辑概念，好比说，“性别”是“人”的一个属性。在关系数据库中，属性又是个物理概念，属性能够看做是“表的一列”。
• 元组：表中的一行就是一个元组。
• 份量：元组的某个属性值。在一个关系数据库中，它是一个操做原子，即关系数据库在作任何操做的时候，属性是“不可分的”。不然就不是关系数据库了。
• 码：表中能够惟一肯定一个元组的某个属性（或者属性组），若是这样的码有不止一个，那么你们都叫候选码，咱们从候选码中挑一个出来作老大，它就叫主码。
• 全码：若是一个码包含了全部的属性，这个码就是全码。
• 主属性：一个属性只要在任何一个候选码中出现过，这个属性就是主属性。
• 非主属性：与上面相反，没有在任何候选码中出现过，这个属性就是非主属性。
• 外码：一个属性（或属性组），它不是码，可是它别的表的码，它就是外码。

2、6个范式
好了，上面已经介绍了咱们掌握范式所须要的所有基础概念，下面咱们就来说范式。首先要明白，范式的包含关系。一个数据库设计若是符合第二范式，必定也符合第一范式。若是符合第三范式，必定也符合第二范式…


第一范式（1NF）：属性不可分。
在前面咱们已经介绍了属性值的概念，咱们说，它是“不可分的”。而第一范式要求属性也不可分。那么它和属性值不可分有什么区别呢？给一个例子：

name	tel		age
大宝	13612345678		22
小明	13988776655	010－1234567	21

Ps：这个表中，属性值“分”了。

name	tel		age
	手机	座机
大宝	13612345678	021－9876543	22
小明	13988776655	010－1234567	21

Ps：这个表中，属性 “分”了。
这两种状况都不知足第一范式。不知足第一范式的数据库，不是关系数据库！因此，咱们在任何关系数据库管理系统中，作不出这样的“表”来。



第二范式（2NF）：符合1NF，而且，非主属性彻底依赖于码。
听起来好像很神秘，其实真的没什么。
一 个候选码中的主属性也多是好几个。若是一个主属性，它不能单独作为一个候选码，那么它也不能肯定任何一个非主属性。给一个反例：咱们考虑一个小学的教务 管理系统，学生上课指定一个老师，一本教材，一个教室，一个时间，你们都上课去吧，没有问题。那么数据库怎么设计？（学生上课表）

学生	课程	老师	老师职称	教材	教室	上课时间
小明	一年级语文（上）	大宝	副教授	《小学语文1》	101	14：30

一个学生上一门课，必定在特定某个教室。因此有（学生，课程）－>教室
一个学生上一门课，必定是特定某个老师教。因此有（学生，课程）－>老师
一个学生上一门课，他老师的职称能够肯定。因此有（学生，课程）－>老师职称
一个学生上一门课，必定是特定某个教材。因此有（学生，课程）－>教材
一个学生上一门课，必定在特定时间。因此有（学生，课程）－>上课时间
所以（学生，课程）是一个码。
然而，一个课程，必定指定了某个教材，一年级语文确定用的是《小学语文1》，那么就有课程－>教材。（学生，课程）是个码，课程却决定了教材，这就叫作不彻底依赖，或者说部分依赖。出现这样的状况，就不知足第二范式！
有什么很差吗？你能够想一想：
一、校长要新增长一门课程叫“微积分”，教材是《大学数学》，怎么办？学生还没选课，而学生又是主属性，主属性不能空，课程怎么记录呢，教材记到哪呢? ……郁闷了吧?(插入异常)
二、下学期没学生学一年级语文（上）了，学一年级语文（下）去了，那么表中将不存在一年级语文（上），也就没了《小学语文1》。这时候，校长问：一年级语文（上）用的什么教材啊？……郁闷了吧?(删除异常)
三、校长说：一年级语文（上）换教材，换成《大学语文》。有10000个学生选了这么课，改动好大啊！改累死了……郁闷了吧？（修改异常）
那应该怎么解决呢？投影分解，将一个表分解成两个或若干个表

学生	课程	老师	老师职称	教室	上课时间
小明	一年级语文（上）	大宝	副教授	101	14：30

学生上课表新

课程	教材
一年级语文（上）	《小学语文1》

课程的表  第三范式（3NF）：符合2NF，而且，消除传递依赖
上面的“学生上课表新”符合2NF，能够这样验证：两个主属性单独使用，不用肯定其它四个非主属性的任何一个。可是它有传递依赖！
在哪呢？问题就出在“老师”和“老师职称”这里。一个老师必定能肯定一个老师职称。
有什么问题吗？想一想：
一、老师升级了，变教授了，要改数据库，表中有N条，改了N次……（修改异常）
二、没人选这个老师的课了，老师的职称也没了记录……（删除异常）
三、新来一个老师，还没分配教什么课，他的职称记到哪？……（插入异常）
那应该怎么解决呢？和上面同样，投影分解：

学生	课程	老师	教室	上课时间
小明	一年级语文（上）	大宝	101	14：30

老师	老师职称
大宝	副教授

BC范式（BCNF）：符合3NF，而且，主属性不依赖于主属性
若关系模式属于第一范式，且每一个属性都不传递依赖于键码，则R属于BC范式。 

一般
BC范式的条件有多种等价的表述：每一个非平凡依赖的左边必须包含键码；每一个决定因素必须包含键码。 

BC范式既检查非主属性，又检查主属性。当只检查非主属性时，就成了第三范式。知足BC范式的关系都必然知足第三范式。 
还能够这么说：若一个关系达到了第三范式，而且它只有一个候选码，或者它的每一个候选码都是单属性，则该关系天然达到BC范式。

通常，一个数据库设计符合3NF或BCNF就能够了。在BC范式以上还有第四范式、第五范式。

第四范式：要求把同一表内的多对多关系删除。

第五范式：从最终结构从新创建原始结构。

但在绝大多数应用中不须要设计到这种程度。而且，某些状况下，过于范式化甚至会对数据库的逻辑可读性和使用效率起到阻碍。数据库中必定程度的冗余并不必定是坏事情。若是你对第四范式、第五范式感兴趣能够看一看专业教材，从头学起，而且忘记我说的一切，以避免对你产生误导。