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🍀数据库三范式与反范式详解
✅创作者：林在闪闪发光
⏰预计时间：30分钟
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目录
范式
1NF（第一范式）
特征：无重复列
2NF（第二范式）
特征：完全依赖
3NF（第三范式）
特征：传递依赖
反范式
即使再穷，总会有梦。
Even if poor, there will always be dreams.
范式
范式就是数据库的构建规则，目前关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、第四范式（4NF）、第五范式（5NF）和第六范式（6NF）。满足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基础上进一步满足更多要求的称为第二范式（2NF），其余范式以次类推。一般说来，数据库只需满足第三范式（3NF）就行了。
以下用图文并茂的方式带大家了解
1NF（第一范式）
特征：无重复列
官方解释：在关系模式R中的每一个具体关系r中，如果每个属性值 都是不可再分的最小数据单位，则称R是第一范式的关系
目的：消除实体中列中的重复值或实体的重复属性
例：如职工号，姓名，电话号码组成一个表（一个人可能有一个办公室电话 和一个家里电话号码） 规范成为1NF有三种方法：
一是重复存储职工号和姓名。这样，关键字只能是电话号码。
二是职工号为关键字，电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性
三是职工号为关键字，但强制每条记录只能有一个电话号码。
以上三个方法，第一种方法最不可取，按实际情况选取后两种情况。
2NF（第二范式）
特征：完全依赖
官方解释：如果关系模式R（U，F）中的所有非主属性都完全依赖于任意一个候选关键字，则称关系R 属于第二范式
目的：消除非主属性对主码的部分函数依赖
例：选课关系 SCI（SNO，CNO，GRADE，CREDIT）其中SNO为学号， CNO为课程号，GRADEGE 为成绩，CREDIT 为学分。 由以上条件，关键字为组合关键字（SNO，CNO）
在应用中使用以上关系模式有以下问题：
a.数据冗余，假设同一门课由40个学生选修，课程号就 重复40次。
b.更新异常，若调整了某课程的学分，相应的元组CREDIT值都要更新，有可能会出现同一门课学分不同。
c.插入异常，如计划开新课，由于没人选修，没有学号关键字，只能等有人选修才能把课程和学分存入。
d.删除异常，若学生已经结业，从当前数据库删除选修记录。某些门课程新生尚未选修，则此门课程及学分记录无法保存。
原因：
非关键字属性CREDIT仅函数依赖于CNO，也就是CREDIT部分依赖组合关键字（SNO，CNO）而不是完全依赖。
解决方法
分成两个关系模式 SC1（SNO，CNO，GRADE），C2（CNO，CREDIT）。新关系包括两个关系模式，它们之间通过SC1中的外关键字CNO相联系，需要时再进行自然联接，恢复了原来的关系
3NF（第三范式）
特征：传递依赖
官方解释：如果关系模式R（U，F）中的所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递依赖，则称关系R是属于第三范式的。
目的：消除传递依赖
例：如S1（SNO，SNAME，DNO，DNAME，LOCATION） 各属性分别代表学号，
姓名，所在系，系名称，系地址。
关键字SNO决定各个属性。由于是单个关键字，没有部分依赖的问题，肯定是2NF。但这关系肯定有大量的冗余，有关学生所在的几个属性DNO，DNAME，LOCATION将重复存储，插入，删除和修改时也将产生类似以上例的情况。
原因
关系中存在传递依赖造成的。即SNO -> DNO。 而DNO -> SNO却不存在，DNO -> LOCATION, 因此关键字 SNO 对 LOCATION 函数决定是通过传递依赖 SNO -> LOCATION 实现的。也就是说，SNO不直接决定非主属性LOCATION。
解决目地
每个关系模式中不能留有传递依赖。
解决方法
分为两个关系 S（SNO，SNAME，DNO），D（DNO，DNAME，LOCATION）
注意
关系S中不能没有外关键字DNO。否则两个关系之间失去联系。
反范式
- 反范式化设计数据库，是为了提高查询效率，采用空间换时间的实现思路
- 一些情况下
比如 存在频繁查询时，可以容忍适当的冗余设计，目的是减少多表关联查询，提高效率
例如：订单表中冗余了商品信息和用户相关信息,避免查询订单时关联用户表和商品表去查询相关信息，提高效率- 好查不好改
但是冗余意味着，好查不好改，修改数据时
冗余设计造成需要同时修改多张表中的某些字段
容易出现业务上的Update遗漏现象（毕竟SQL是人写的~）
