数据库三大范式讲解
数据库五大范式详解
第一范式（1NF）第一范式，强调属性的原子性约束，要求属性具有原子性，不可再分解。
举个例子，活动表（活动编码，活动名称，活动地址），假设这个场景中，活动地址可以细分为国家、省份、城市、市区、位置，那么就没有达到第一范式。
第二范式（2NF）第二范式，强调记录的唯一性约束，表必须有一个主键，并且没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
举个例子，版本表（版本编码，版本名称，产品编码，产品名称），其中主键是（版本编码，产品编码），这个场景中，数据库设计并不符合第二范式，因为产品名称只依赖于产品编码。
存在部分依赖。
所以，为了使其满足第二范式，可以改造成两个表：版本表（版本编码，产品编码）和产品表（产品编码，产品名称）。
第三范式（3NF）第三范式，强调属性冗余性的约束，即非主键列必须直接依赖于主键。
举个例子，订单表（订单编码，顾客编码，顾客名称），其中主键是（订单编码），这个场景中，顾客编码、顾客名称都完全依赖于主键，因此符合第二范式，但是顾客名称依赖于顾客编码，从而间接依赖于主键，所以不能满足第三范式。
为了使其满足第三范式，可以拆分两个表：订单表（订单编码，顾客编码）和顾客表（顾客编码，顾客名称），拆分后的数据库设计，就可以完全满足第三范式的要求了。
值得注意的是，第二范式的侧重点是非主键列是否完全依赖于主键，还是依赖于主键的一部分。
第三范式的侧重点是非主键列是直接依赖于主键，还是直接依赖于非主键列。
修正的第三范式（BCNF）修正的第三范式，是防止主键的某一列会依赖于主键的其他列。
举个例子，每个管理员只能管理一个仓库，那么如果设计库存表（仓库名，管理员名，商品名，数量），主键为（仓库名，管理员名，商品名），这是满足前面三个范式的，但是仓库名和管理员名之间存在依赖关系，因此删除某一个仓库，会导致管理员也被删除，因此设计不合理。
第四范式（4NF）当一个表中的非主属性相互独立时（3NF)，这些非主属性不应该有多值。
三大范式应用与理解
(课程名称) → (学分)(学号) → (姓名, 年龄)即存在组合关键字中的字段决定非关键字的情况。
由于不符合2NF，这个选课关系表会存在如下问题：(1) 数据冗余：同一门课程由n个学生选修，"学分"就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。
(2) 更新异常：若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的"学分"值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。
(3) 插入异常：假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。
这样，由于还没有"学号"关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。
(4) 删除异常：假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。
但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。
很显然，这也会导致插入异常。
把选课关系表SelectCourse改为如下三个表：学生：Student(学号, 姓名, 年龄)；课程：Course(课程名称, 学分)；选课关系：SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。
这样的数据库表是符合第二范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。
另外，所有单关键字的数据库表都符合第二范式，因为不可能存在组合关键字。
第三范式（3NF）：在第二范式的基础上，数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。
所谓传递函数依赖，指的是如果存在"A → B → C"的决定关系，则C传递函数依赖于A。
因此，满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系：关键字段→ 非关键字段x → 非关键字段y假定学生关系表为Student(学号, 姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话)，关键字为单一关键字"学号"，因为存在如下决定关系：(学号) → (姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话)这个数据库是符合2NF的，但是不符合3NF，因为存在如下决定关系：(学号) → (所在学院) → (学院地点, 学院电话)即存在非关键字段"学院地点"、"学院电话"对关键字段"学号"的传递函数依赖。
数据库范式判断技巧
数据库范式判断技巧
数据库范式是一种规范化数据库结构的方法，它有三个级别：第一范式（1NF），第二范式（2NF）和第三范式（3NF）。
判断数据库是否符合范式可以通过以下技巧：
1. 第一范式（1NF）判断：
- 每个字段都应该是不可分割的，不允许包含多个值。
- 每个字段都应该具有唯一的名称。
- 需要确保每个字段都包含一个原子值，不允许重复的值。
2. 第二范式（2NF）判断：
- 每个非主键字段都必须完全依赖于主键，即非主键字段不能依赖于其他非主键字段。
- 如果有非主键字段依赖于部分主键，需要将该字段拆分出去，创建一个新的表。
3. 第三范式（3NF）判断：
- 每个非主键字段都必须直接依赖于主键，不能依赖于其他非主键字段。
- 如果有非主键字段同时依赖于其他非主键字段，需要将其中的依赖关系拆分出来，创建一个新的表。
判断数据库是否符合范式要根据具体的表结构和数据依赖关系来进行分析。
一种常用的方法是对每个表进行逐个字段分析，检查字段是否满足范式要求。
如果存在违反范式的情况，需要对表结构进行调整，使其符合范式要求。
数据库范式第一第二第三范式的区别
数据库范式第一第二第三范式的区别
主要是针对数据库来说。
第一范式、第二范式都是针对数据表的，而第三范式针对的则是数据库中的数据模型了。
比如说，在关系型数据库里面，第三范式又称为实体完整性规范化（ Entity Completeness Normatification），即将数据库中的每个数据项，按照某种方法进行组织和存储。
例如，关系型数据库的第一范式，又叫做完全范式，是指所有的表，其字段都具备相同类型的数据值。
在实际应用中，通常使用第一范式设计的数据库管理系统比较简单，因此大多数的数据库开发人员习惯于这样设计他们的系统。
但由于很少考虑用户的特殊需求，致使许多第一范式设计的系统不能满足用户的需要。
也就是说，在第一范式下设计出来的数据库没办法处理各种各样的事务操作。
如何解决这个问题呢？答案就是采用第二范式。
这里所谓的“第二范式”并非指在实体上增加一个额外的范围，而是指改变第一范式中的某些规定以适应新的情况。
一般地讲，采取第二范式后，可以提高数据库的性能。
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简述数据库设计3个范式的含义
数据库设计是指按照特定的规范和要求，对数据库的数据存储和管理进行规划和设计的过程。
数据库设计的三个范式是指数据库设计中的基本规范，其中第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）分别规定了数据库中的数据应该满足的标准和要求。
下面我们将简要介绍数据库设计的三个范式的含义。
一、第一范式（1NF）1. 第一范式是指数据库表中的所有字段都是不可再分的最小单元，即每个数据项都是不可再分的，不能再被分割为更小的数据项。
2. 数据库表中的每一列都是单一的值，不可再分。
3. 所有的字段都应该是原子性的，即不能再分。
4. 如果数据库表中的字段不满足第一范式的要求，就需要进行适当的调整和修改，使之满足第一范式的要求。
二、第二范式（2NF）1. 第二范式是指数据库表中的所有非主属性都完全依赖于全部主键。
2. 所谓主属性是指唯一标识一个记录的属性，而非主属性是指与主键相关的其他属性。
3. 如果一个表中的某些字段与主键没有直接关系，而是依赖于其他字段，则需要将这些字段拆分到另一个表中。
4. 通过将非主属性与主键分离，可以避免数据冗余和更新异常。
5. 第二范式要求数据库表中的数据项应该是唯一的，不可再分，且完全依赖于全部主键。
三、第三范式（3NF）1. 第三范式是指数据库表中的所有字段都不依赖于其他非主字段。
2. 也就是说，一个表中的字段之间应该相互独立，不应该存在字段之间的传递依赖关系。
3. 如果一个字段依赖于其他非主字段，则应该将其拆分到另一张表中，以避免数据冗余和更新异常。
4. 第三范式要求数据库表中的字段之间应该是独立的，不应该存在传递依赖关系。
数据库设计的三个范式分别规范了数据库表中数据的原子性、依赖性和独立性。
遵循这些范式可以有效地减少数据冗余和更新异常，提高数据库的数据完整性和稳定性。
在进行数据库设计时，设计人员应该严格遵循这些范式的要求，以确保数据库的高效性和可靠性。
众所周知，数据库设计的三个范式是设计和维护关系型数据库时非常重要的标准和指导原则。
数据库 第一范式,第二范式和第三范式
数据库第一范式,第二范式和第三范式
数据库是以某种数据模型为基础，组织数据的集合。
而数据库范式是指满足不同依赖
关系的要求。
目前有多种范式，其中较为常见的是第一范式、第二范式和第三范式，其分
别对数据集的性质进行了不同程度的要求，下面我们详细介绍这三种范式。
一、第一范式（1NF）
第一范式是所有范式中最基本且最重要的一种。
它要求数据库中的每个字段都是原子
性的，即每个字段只包含一个数据。
如果一个字段包含多个数据，则应该将其拆分成多个
字段。
这样可以方便数据的管理和维护，而且还能保证数据的唯一性，避免冗余数据。
例如，如果有一个学生表，包含了学生姓名和所选课程，如果一条记录中同时包含多
个课程，则应该将其拆分成多个记录，每个记录只包含一个课程。
第二范式是在第一范式的基础上进一步规范化的范式。
它要求数据库中的表必须满足
如下两个条件：
1.表的每个非主键字段必须完全依赖于主键。
2.表中不能存在部分依赖关系。
这样可以使得数据库表结构更加规范，同时也可以避免数据的冗余，提高数据的存取
效率。
例如，如果有一个订单表，包含了订单号、商品名、商品数量和单价四个字段。
其中，订单号是主键，商品名是非主键字段。
如果一个商品对应多个单价，则存在部分依赖关系。
这种情况下，应该将商品名和单价分别存储在两个表中，建立一对多的关系。
总的来说，不同的范式适用于不同的业务需求。
正确使用范式可以规范化数据，提高
数据管理的效率，同时也会降低数据冗余的程度，避免数据的不一致性。
数据库的三大范式例题
下面是数据库的三大范式的例题：
1. 第一范式（1NF）：
考虑一个学生表，包含以下字段：学生ID、姓名、性别、课程1、课程2、课程3。
这个表不符合第一范式，因为课程字段重复且可能存在多个值。
修复后的第一范式表应该将课程抽取出来，形成一个独立的课程表和学生表，以实现单一信息的存储。
学生表：
学生ID、姓名、性别
课程表：
学生ID、课程
2. 第二范式（2NF）：
考虑一个订单表，包含以下字段：订单ID、产品名称、产品分类、订单数量、单位价格、客户ID、客户姓名。
该表不符合第二范式，因为部分字段依赖于非码主键。
修复后的第二范式表应该将产品分类分离出来，与产品信息表关联。
订单表：
订单ID、产品ID、订单数量、单位价格、客户ID
产品信息表：
产品ID、产品名称、产品分类
客户表：
客户ID、客户姓名
3. 第三范式（3NF）：
考虑一个图书馆借阅记录表，包含以下字段：读者ID、读者姓名、图书ID、图书名称、图书作者。
该表不符合第三范式，因为图书作者字段依赖于非码主键。
修复后的第三范式表应该将图书作者分离出来，与图书信息表关联。
读者表：
读者ID、读者姓名
借阅记录表：
读者ID、图书ID
图书信息表：
图书ID、图书名称、图书作者
通过将冗余数据分离到不同的表中，并使用外键关联这些表，我们可以实现符合第一范式、第二范式和第三范式的数据库设计。
数据库各范式的判定标准
数据库各范式的判定标准
数据库范式是关系型数据库设计中的一种理论，用于确保数据的完整性和减少数据冗余。
以下是常见的数据库范式及其判定标准：
1. 第一范式（1NF）：确保每列保持原子性，即列不能可分。
第一范式的合理遵循需要根据系统的实际需求来定。
2. 第二范式（2NF）：在满足第一范式的基础上，非主键列必须完全依赖于主键，不能只依赖于主键的一部分。
3. 第三范式（3NF）：在满足第二范式的基础上，任何列都不能依赖于其他非主键列。
4. 巴斯-科德范式（BCNF）：在满足第三范式的基础上，任何非主键列都不能依赖于非超键列。
除了以上常见的范式外，还有其他范式，如第四范式、第五范式等，这些范式都是在前三范式的基础上进行了更严格的约束。
在实践中，通常需要满足第三范式，以避免数据冗余和破坏数据的完整性。
然而，在某些情况下，为了提高查询效率，可能会适当地违反某些范式，例如适当的水平或垂直分表等。
因此，在设计数据库时，应该根据实际需求和实际情况进行综合考虑和折中，以满足业务需求的同时保证数据的完整性和减少冗余。
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数据库三大范式说明数据库的设计范式是数据库设计所需要满足的规范，满足这些规范的数据库是简洁的、结构明晰的，同时，不会发生插入（insert）、删除（delete）和更新（update）操作异常。
反之则是乱七八糟，不仅给数据库的编程人员制造麻烦，而且面目可憎，可能存储了大量不需要的冗余信息。
实质上，设计范式用很形象、很简洁的话语就能说清楚，道明白。
本节课将对范式进行通俗地说明，以一个简单论坛的数据库为例来讲解怎样将这些范式应用于实际项目中。
范式说明：第一范式（1NF）：数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。
这个单一属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。
很显然，在当前的任何关系数据库管理系统（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的数据库，因为这些DBMS不允许你把数据库表的一列再分成二列或多列。
因此，你想在现有的DBMS中设计出不符合第一范式的数据库都是不可能的。
第二范式（2NF）：数据库表中不存在非关键字段对任一候选关键字段的部分函数依赖（部分函数依赖指的是存在组合关键字中的某些字段决定非关键字段的情况），也即所有非关键字段都完全依赖于任意一组候选关键字。
假定选课关系表为SelectCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)，关键字为组合关键字(学号, 课程名称)，因为存在如下决定关系：(学号, 课程名称) →(姓名, 年龄, 成绩, 学分)这个数据库表不满足第二范式，因为存在如下决定关系：(课程名称) →(学分)(学号) →(姓名, 年龄)即存在组合关键字中的字段决定非关键字的情况。
由于不符合2NF，这个选课关系表会存在如下问题：(1) 数据冗余：同一门课程由n个学生选修，"学分"就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。
(2) 更新异常：若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的"学分"值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。
(3) 插入异常：假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。
这样，由于还没有"学号"关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。
(4) 删除异常：假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。
但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。
很显然，这也会导致插入异常。
把选课关系表SelectCourse改为如下三个表：学生：Student(学号, 姓名, 年龄)；课程：Course(课程名称, 学分)；选课关系：SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。
这样的数据库表是符合第二范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。
另外，所有单关键字的数据库表都符合第二范式，因为不可能存在组合关键字。
第三范式（3NF）：在第二范式的基础上，数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。
所谓传递函数依赖，指的是如果存在"A →B →C"的决定关系，则C传递函数依赖于A。
因此，满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系：关键字段→非关键字段x →非关键字段y假定学生关系表为Student(学号, 姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话)，关键字为单一关键字"学号"，因为存在如下决定关系：(学号) →(姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话)这个数据库是符合2NF的，但是不符合3NF，因为存在如下决定关系：(学号) →(所在学院) →(学院地点, 学院电话)即存在非关键字段"学院地点"、"学院电话"对关键字段"学号"的传递函数依赖。
它也会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的情况，读者可自行分析得知。
把学生关系表分为如下两个表：学生：(学号, 姓名, 年龄, 所在学院)；学院：(学院, 地点, 电话)。
这样的数据库表是符合第三范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。
鲍依斯-科得范式（BCNF）：假设仓库管理关系表为StorehouseManage(仓库ID, 存储物品ID, 管理员ID, 数量)，且有一个管理员只在一个仓库工作；一个仓库可以存储多种物品。
这个数据库表中存在如下决定关系：(仓库ID, 存储物品ID) →(管理员ID, 数量)(管理员ID, 存储物品ID) →(仓库ID, 数量)所以，(仓库ID, 存储物品ID)和(管理员ID, 存储物品ID)都是StorehouseManage的候选关键字，表中的唯一非关键字段为数量，它是符合第三范式的。
但是，由于存在如下决定关系：(仓库ID) →(管理员ID)(管理员ID) →(仓库ID)即存在关键字段决定关键字段的情况，所以其不符合BCNF范式。
它会出现如下异常情况：(1) 删除异常：当仓库被清空后，所有"存储物品ID"和"数量"信息被删除的同时，"仓库ID"和"管理员ID"信息也被删除了。
(2) 插入异常：当仓库没有存储任何物品时，无法给仓库分配管理员。
(3) 更新异常：如果仓库换了管理员，则表中所有行的管理员ID都要修改。
把仓库管理关系表分解为二个关系表：仓库管理：StorehouseManage(仓库ID, 管理员ID)；仓库：Storehouse(仓库ID, 存储物品ID, 数量)。
这样的数据库表是符合BCNF范式的，消除了删除异常、插入异常和更新异常。
范式应用范式案例一我们来逐步搞定一个论坛的数据库，有如下信息：（1）用户：用户名，email，主页，电话，联系地址（2）帖子：发帖标题，发帖内容，回复标题，回复内容第一次我们将数据库设计为仅仅存在表：这样数据表中的关键字(用户名，发帖ID，回复ID)能决定整行：(用户名,发帖ID,回复ID) →(email,主页,电话,联系地址,发帖标题,发帖内容,回复标题,回复内容)但是，这样的设计不符合第二范式，因为存在如下决定关系：(用户名) →(email,主页,电话,联系地址)(发帖ID) →(发帖标题,发帖内容)(回复ID) →(回复标题,回复内容)即非关键字段部分函数依赖于候选关键字段，很明显，这个设计会导致大量的数据冗余和操作异常。
我们将数据库表分解为（带下划线的为关键字）：（1）用户信息：用户名，email，主页，电话，联系地址（2）帖子信息：发帖ID，标题，内容（3）回复信息：回复ID，标题，内容（4）发贴：用户名，发帖ID（5）回复：发帖ID，回复ID这样的设计是满足第1、2、3范式和BCNF范式要求的，但是这样的设计是不是最好的呢？不一定。
观察可知，第4项"发帖"中的"用户名"和"发帖ID"之间是1：N的关系，因此我们可以把"发帖"合并到第2项的"帖子信息"中；第5项"回复"中的"发帖ID"和"回复ID"之间也是1：N的关系，因此我们可以把"回复"合并到第3项的"回复信息"中。
这样可以一定量地减少数据冗余，新的设计为：（1）用户信息：用户名，email，主页，电话，联系地址（2）帖子信息：用户名，发帖ID，标题，内容（3）回复信息：发帖ID，回复ID，标题，内容数据库表1显然满足所有范式的要求；数据库表2中存在非关键字段"标题"、"内容"对关键字段"发帖ID"的部分函数依赖，即不满足第二范式的要求，但是这一设计并不会导致数据冗余和操作异常；数据库表3中也存在非关键字段"标题"、"内容"对关键字段"回复ID"的部分函数依赖，也不满足第二范式的要求，但是与数据库表2相似，这一设计也不会导致数据冗余和操作异常。
由此可以看出，并不一定要强行满足范式的要求，对于1：N关系，当1的一边合并到N的那边后，N的那边就不再满足第二范式了，但是这种设计反而比较好！对于M：N的关系，不能将M一边或N一边合并到另一边去，这样会导致不符合范式要求，同时导致操作异常和数据冗余。
对于1：1的关系，我们可以将左边的1或者右边的1合并到另一边去，设计导致不符合范式要求，但是并不会导致操作异常和数据冗余。
结论满足范式要求的数据库设计是结构清晰的，同时可避免数据冗余和操作异常。
这并意味着不符合范式要求的设计一定是错误的，在数据库表中存在1：1或1：N关系这种较特殊的情况下，合并导致的不符合范式要求反而是合理的。
范式案例二第一范式(1NF):如果关系模式R的每个关系都是r的属性值不可分割的原子值,则称关系R是第一范式的模式.1)局部依赖对于依赖关系W->A (A依赖于W),如果存在X归属于W,且X->A(A依赖于X),那么称W->A是局部依赖;否则称W->A是完全依赖.2)二范式定义:如果关系模式R满足第一范式,且每个非主属性完全依赖于侯选键,则称R满足第二范式1):传递依赖:如果X->Y,Y->A,那么称X->A是传递依赖.(A传递依赖于X)2):三范式定义:如果关系模式R是1NF,且每个非主属性都不依赖于R的侯选键,那么称R满足第三范式. 不满足第三范式的情况:关系模式R2(cno,tname,taddr)是2NF模式,如果在R2中存在cno->tname,tname->taddr,那么cno->taddr就是个传递依赖,及不满足第三范式.消除方法:分解关系模式R2。