什么是范式

思考

简单地理解就是：数据库设计时遵循的规范

三大范式

数据库三大范式包含：1、第一范式(1NF)；2、第二范式(2NF)；3、第三范式(3NF)。其中，第一范式(1NF)的要求是属性不可分割，第二范式(2NF)的要求是满足第一范式，且不存在部分依赖；第三范式(3NF)的要求是满足第二范式，且不存在传递依赖。

范式

1、第一范式(1NF)

第一范式

指在关系模型中，对于添加的一个规范要求，所有的域都应该是原子性的，即数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项，而不能是集合，数组，记录等非原子数据项。即实体中的某个属性有多个值时，必须拆分为不同的属性。在符合第一范式（1NF）表中的每个域值只能是实体的一个属性或一个属性的一部分。简而言之，第一范式就是无重复的域。

在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的设计基本要求，一般设计中都必须满足第一范式（1NF）。不过有些关系模型中突破了1NF的限制，这种称为非1NF的关系模型。换句话说，是否必须满足1NF的最低要求，主要依赖于所使用的关系模型。

第一范式特点：

• 属性不可分割，即每个属性都是不可分割的原子项。(实体的属性即表中的列)

2、第二范式(2NF)

第二范式

在1NF的基础上，非码属性必须完全依赖于候选码（在1NF基础上消除非主属性对主码的部分函数依赖）。

第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或记录必须可以被唯一地区分。选取一个能区分每个实体的属性或属性组，作为实体的唯一标识。

第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。简而言之，第二范式就是在第一范式的基础上属性完全依赖于主键。

特点：

• 满足第一范式；
• 第二范式需要确保数据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），每张表只描述一件事情；
• 消除部分依赖，要求一张表中的每一列都完全依赖于主键（针对于组合主键），也就是不会出现某一列只和部分主键相关。

3、第三范式(3NF)

第三范式

在2NF基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性（在2NF基础上消除传递依赖）。

第三范式（3NF）是第二范式（2NF）的一个子集，即满足第三范式（3NF）必须满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个关系中不包含已在其它关系已包含的非主关键字信息。即不能属性冗余。

特点：

• 前提：满足第一范式和第二范式；
• 第三范式需要确保数据表中的每一列数据表和主键直接相关，而不能间接相关；
• 消除传递依赖，要求一张表中的每一列都和主键是直接依赖的，不是间接依赖。

巴斯-科德范式（BCNF）

3NF基础上，任何主属性不能对主键子集依赖（在3NF基础上消除主属性对主码子集的依赖）。巴斯-科德范式（BCNF）是第三范式（3NF）的一个子集，即满足巴斯-科德范式（BCNF）必须满足第三范式（3NF）。
通常情况下，巴斯-科德范式被认为没有新的设计规范加入，只是对第二范式与第三范式中设计规范要求更强，因而被认为是修正第三范式，也就是说，它事实上是对第三范式的修正，使数据库冗余度更小。这也是BCNF不被称为第四范式的原因。某些书上，根据范式要求的递增性将其称之为第四范式是不规范，也是更让人不容易理解的地方。而真正的第四范式，则是在设计规范中添加了对多值及依赖的要求。

举例

第一范式举例

属性不可再分，即表中的每个列都不可以再进行拆分。

如下学生信息表(student)：

id、name(姓名)、sex_code(性别代号)、sex_desc(性别描述)、contact(联系方式)

image.png

联系方式(contact)这一列可以再分为电话号(phone)和地址(address)两列，这样才符合第一范式。

image.png

注意：判断表是否符合第一范式，列是否可以再分，得看需求，如果将电话号和地址分开才能满足查询等需求时，那之前的表设计就是不满足1NF的，如果电话号和地址拼接作为一个字段也可以满足查询、存储等需求时，那它就满足1NF。

第二范式 2NF

在满足1NF的前提下，表中不存在部分依赖，非主键列要完全依赖于主键。(主要是说在联合主键的情况下，非主键列不能只依赖于主键的一部分)

如下学生成绩表(score)：

stu_id(学生id)、kc_id(课程id)、score(分数)、kc_name(课程名)

image.png

表中主键为stu_id和kc_id组成的联合主键。满足1NF；非主键列score完全依赖于主键，stu_id和kc_id两个值才能决定score的值；而kc_name只依赖于kc_id，与stu_id没有依赖关系，它不完全依赖于主键，只依赖于主键的一部分，不符合2NF。

修改使表满足2NF后：

• 成绩表(score)   primary key(stu_id)

  
  image.png

• 课程表(kc)   primary key(kc_id)

  
  image.png

将原来的成绩表(score)拆分为成绩表(score)和课程表(kc)，而且两个表都符合2NF。

第三范式 3NF：

在满足2NF的前提下，不存在传递依赖。(A -> B, B -> C, A->C)

如下学生信息表(student)：

image.png

表中sex_desc依赖于sex_code，而sex_code依赖于id(主键)，从而推出sex_desc依赖于id(主键)；sex_desc不直接依赖于主键，而是通过依赖于非主键列而依赖于主键，属于传递依赖，不符合3NF。

修改表使满足3NF后：

学生表(student)   primary key(id)

image.png

性别代码表(sexcode)   primary key(sex_code)

image.png

将原来的student表进行拆分后，两个表都满足3NF。

注意：

三大范式的作用是为了控制数据库的冗余，是对空间的节省，实际上，一般互联网公司的设计都是反范式的，通过冗 余一些数据，避免跨表跨库，利用空间换时间，提高性能。