数据库范式总结

数据库表结构设计时，遵从一定的范式（NF，Normal Form）可以减少数据冗余和操作异常。

第一范式（1NF）

1NF 指的是每个属性值都是不可再分的。

满足 1NF 的关系被称为规范化的关系，1NF 也是关系模式应具备的最起码的条件。

比如有这样一张表 user 的两列：

• name
• phone_number

phone_number 这一列只存储一个电话号码，如果一条数据同时存储了住宅电话和手机号码，比如：“010-65576558,13765556765”，那么这个属性是可以再分的，违背了 1NF。

第二范式（2NF）

2NF 要求去除局部依赖。

也就是说，表中的属性完全依赖于全部主键，而不是部分主键。

比方说 user 表包含下面几列：

• user_id
• name
• phone_number
• job_id
• job_description

其中 job_description 依赖于 job_id，而不是全部主键（user_id，job_id），所以违背了 2NF。这时可以把 job 部分单独抽取成一张 job 表，去除冗余。

第三范式（3NF）

3NF 要求消除非主属性对候选键的传递依赖。

比如 user 表现在组成如下：

• user_id
• name
• classification

仅有 user_id 是主键，用户姓名依赖于主键 user_id，根据姓名 name 来给用户分类，而用户可能重名，因此 name 是允许重复的，再有用户分类 classification 依赖于用户姓名。这张表已经满足了 2NF，即属性依赖于全部主键 user_id，但是形成了从 classification 到非候选键 name 再到主键 user_id 的传递依赖，不符合 3NF。

BC 范式（BCNF）

3NF 中只是排除了非主属性对候选键的传递依赖，于是更进一步，BCNF 还要求消除主属性对候选键在内的传递依赖。

[注明 2019-10] 这个例子举得不恰当。

user 表现在变成这样：

• user_id
• card_id
• passport_id

其中护照号 passport_id 是主键，身份证号 card_id 和用户号 user_id 都是候选键，存在主属性 passport_id 到 card_id 再到候选键 user_id 的传递依赖。

第四范式（4NF）

4NF 是要消除多值依赖。

在关系模式中，函数依赖不能表示属性值之间的一对多联系，这些属性之间有些虽然没有直接关系，但存在间接的关系，把没有直接联系、但有间接的联系称为多值依赖的数据依赖。

比如 user 表：

• user_id
• position
• salary_level

user_id 是主键，薪水等级 salary_level 看似被用户 id 直接确定，但其实薪水等级是根据职位 position 来确定的，和用户本身无直接关系，这就是多值依赖。

第五范式（5NF）、DK 范式（DKNF）和第六范式（6NF）

5NF 要求消除连接依赖，并且必须保证数据完整。多值依赖是连接依赖的特殊情况，定义稍复杂。这几种范式已经很少涉及。

在保证数据完整性基础上，通常达到 3NF，有时达到 2NF 已经足够了，追求过高的 NF 级别会导致混乱的库表，大量的多表连接查询，性能低下。

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