1、數(shù)據(jù)庫范式的作用

數(shù)據(jù)庫范式主要是為解決關(guān)系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常、刪除異常問題而引入的設(shè)計(jì)理念。簡單來說，數(shù)據(jù)庫范式可以避免數(shù)據(jù)冗余，減少數(shù)據(jù)庫的存儲空間，并且減輕維護(hù)數(shù)據(jù)完整性的成本。是關(guān)系數(shù)據(jù)庫核心的技術(shù)之一，也是從事數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員必備知識。

2、數(shù)據(jù)庫范式分類介紹

范式是評價(jià)數(shù)據(jù)庫模式規(guī)范化程度從低到高主要有：1NF、2NF、3Nf、BCNF、4NF、5NF。

2.1 1NF 第一范式

強(qiáng)調(diào)屬性的原子性約束，要求屬性具有原子性，不可再分解。

舉例：

學(xué)生表(學(xué)號、姓名、年齡、性別、地址)。地址可以細(xì)分為國家、省份、城市、市區(qū)、街道，那么該模式就沒有達(dá)到第一范式。

第一范式存在問題：冗余度大、會引起修改操作的不一致性、數(shù)據(jù)插入異常、數(shù)據(jù)刪除異常。

2.2 2NF 第二范式

第二范式，強(qiáng)調(diào)記錄的唯一性約束，數(shù)據(jù)表必須有一個(gè)主鍵，并且沒有包含在主鍵中的列必須完全依賴于主鍵，而不能只依賴于主鍵的一部分。

舉例：

版本表（版本編碼，版本名稱，產(chǎn)品編碼，產(chǎn)品名稱），其中主鍵是（版本編碼，產(chǎn)品編碼），這個(gè)場景中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)并不符合第二范式，因?yàn)楫a(chǎn)品名稱只依賴于產(chǎn)品編碼。存在部分依賴。所以，為了使其滿足第二范式，可以改造成兩個(gè)表：版本表（版本編碼，產(chǎn)品編碼）和產(chǎn)品表（產(chǎn)品編碼，產(chǎn)品名稱）

2.3 3NF 第三范式

第三范式，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)屬性冗余性的約束，也就是非主鍵列必須直接依賴于主鍵。也就是消除了非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴。

舉例：

訂單表（訂單編碼，顧客編碼，顧客名稱），其中主鍵是（訂單編碼），這個(gè)場景中，顧客編碼、顧客名稱都完全依賴于主鍵，因此符合第二范式，但顧客名稱依賴于顧客編碼，從而間接依賴于主鍵，所以不能滿足第三范式。如果要滿足第三范式，需要拆分為兩個(gè)表：訂單表（訂單編碼，顧客編碼）和顧客表（顧客編碼，顧客名稱）。

說明：3NF的模式肯定滿足2NF。產(chǎn)生冗余和異常的兩個(gè)重要原因是部分依賴和傳遞依賴。3NF模式中不存在非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴，性能較好。1NF、2NF一般不適合作為數(shù)據(jù)庫模式，通常需要轉(zhuǎn)換為3NF或者更高級別的范式，這種變換過程稱為關(guān)系模式規(guī)范化處理。

2.4 BCNF（Bovce Codd Normal Form 巴克斯范式）

屬于修正的第三范式，是防止主鍵的某一列會依賴于主鍵的其他列。當(dāng)3NF消除了主屬性對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴稱為BCNF。

特性：

1、所有主屬性對每一個(gè)碼都是完全函數(shù)依賴

2、所有主屬性對每一個(gè)不包含它的碼，也是完全函數(shù)依賴

3、沒有任何屬性完全函數(shù)依賴與非碼的任何一組屬性

舉例：庫存表（倉庫名，管理員名，商品名，數(shù)量），主鍵為（倉庫名，管理員名，商品名），這是滿足前面三個(gè)范式的，但是倉庫名和管理員名之間存在依賴關(guān)系，因此刪除某一個(gè)倉庫，會導(dǎo)致管理員也被刪除，這樣就不滿足BCNF。

2.5 4NF 第四范式

非主屬性不應(yīng)該有多值。如果有多值就違反了第四范式。4NF是限制關(guān)系模式的屬性間不允許有非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴。

舉例：用戶聯(lián)系方式表（用戶id，固定電話，移動(dòng)電話），其中用戶id是主鍵，這個(gè)滿足了BCNF,但是一個(gè)用戶有可能會有多個(gè)固定電話或者多個(gè)移動(dòng)電話，那么這種設(shè)計(jì)就不合理，應(yīng)該改為（用戶id，聯(lián)系方式類型，電話號碼）。

說明：如果只考慮函數(shù)依賴，關(guān)系模式規(guī)范化程度最高的范式是BCNF；如果考慮多值依賴則是4NF。