数据库三范式

数据库设计三大范式

为了建立冗余较小、结构合理的数据库，设计数据库时必须遵循一定的规则。在关系型数据库中这种规则就称为范式。范式是符合某一种设计要求的总结。要想设计一个结构合理的关系型数据库，必须满足一定的范式。

                 

在实际开发中最为常见的设计范式有三个：

1．第一范式(确保每列保持原子性)

第一范式是最基本的范式。数据库表里面字段都是单一属性的，不可再分。这个单一属性有由基本类型构成，包括整型，字符型，逻辑型日期型。在当前的数据库管理系统当中不可能做出不符合第一范式的数据库，因为数据库管理系统不允许将表的一列再分成二列或者多列。因此想要设计出不符合第一范式的数据库是不可能的。

第一范式的合理遵循需要根据系统的实际需求来定。比如某些数据库系统中需要用到“地址”这个属性，本来直接将“地址”属性设计成一个数据库表的字段就行。但是如果系统经常会访问“地址”属性中的“城市”部分，那么就非要将“地址”这个属性重新拆分为省份、城市、详细地址等多个部分进行存储，这样在对地址中某一部分操作的时候将非常方便。这样设计才算满足了数据库的第一范式，如下表所示。

 

上表所示的用户信息遵循了第一范式的要求，这样在对用户使用城市进行分类的时候就非常方便，也提高了数据库的性能。

                

2．第二范式(确保表中的每列都和主键相关，消除部分依赖。)

第二范式在第一范式的基础之上更进一层。第二范式需要确保数据库表中的每一列都和主键相关，而不能只与主键的某一部分相关（主要针对联合主键而言）。也就是说在一个数据库表中，只能有一个主键，而且主键只能为一个字段，不能是联合主键。

比如要设计一个订单信息表，因为订单中可能会有多种商品，所以要将订单编号和商品编号作为数据库表的联合主键，如下表所示。

 订单信息表

 

这样就产生一个问题：这个表中是以订单编号和商品编号作为联合主键。这样在该表中商品名称、单位、商品价格等信息不与该表的主键相关，而仅仅是与商品编号相关。所以在这里违反了第二范式的设计原则。

而如果把这个订单信息表进行拆分，把商品信息分离到另一个表中，把订单项目表也分离到另一个表中，就非常完美了。如下所示。

 

由于拆分过后，分为商品信息表和订单信息表两张表之间没有逻辑关系，需要将订单信息表里面的主键和商品信息表里面的主键两个抽取来放在另外一张订单项目表里面。通过订单项目表可以将订单信息表和商品信息表关联起来。

这样设计，在很大程度上减小了数据库的冗余。如果要获取订单的商品信息，使用商品编号到商品信息表中查询即可。

                 

3．第三范式(确保每列都和主键列直接相关,而不是间接相关，消除传递依赖，非主属性的依赖)

第三范式需要确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关。

比如在设计一个订单数据表的时候，可以将客户编号作为一个外键和订单表建立相应的关系。而不可以在订单表中添加关于客户其它信息（比如姓名、所属公司等）的字段。如下面这两个表所示的设计就是一个满足第三范式的数据库表。

 

这样在查询订单信息的时候，就可以使用客户编号来引用客户信息表中的记录，也不必在订单信息表中多次输入客户信息的内容，减小了数据冗余。

小结：在设计数据库的时候要最大程度遵循三范式，特别是对OLTP系统来说，三范式是必须遵循的规则。当然三范式最大的问题在于查询的时候要Join很多表，这会导致查询效率很低。这个时候基于性能考虑，我们需要违反三范式，适当的做冗余，达到提高查询效率的目的。注意这里反范式是适度的，必须为这种做法提供充分的理由。