21. 数据库设计三范式

21.1 什么是数据库设计范式

  数据库设计范式: 数据库表的设计依据,教我们怎么进行数据库表的设计。

21.2 三种数据库设计范式

  • 第一范式: 要求任何一张表必须有主键,每一个字段原子性不可再分。
  • 第二范式: 建立在第一范式的基础之上,要求所有非主键字段完全依赖主键,不要产生部分依赖。
  • 第三范式: 建立在第二范式的基础之上,要求所有非主键字段直接依赖主键,不要产生传递依赖。

  设计数据库表的时候,按照以上的范式进行,可以避免表中数据的冗余,空间的浪费。

21.3 第一范式

  第一范式是最核心,最重要的范式,所有表的设计都需要满足。必须有主键,并且每一个字段都是原子性不可再分。

MySQL(二十一)—— 数据库设计三范式_mysql
  以上是学生表,满足第一范式吗?
  不满足。原因:第一,没有主键;第二,联系方式可以分为邮箱地址和电话。以下表满足第一范式。

MySQL(二十一)—— 数据库设计三范式_第一范式_02

21.4 第二范式

  第二范式建立在第一范式的基础之上,要求所有非主键字段必须完全依赖主键,不要产生部分依赖。

MySQL(二十一)—— 数据库设计三范式_第一范式_03
  上面这张表描述了学生和老师的关系,1个学生可能有多个老师,1个老师有多个学生。这是非常典型的:多对多关系!

  分析以上的表是否满足第一范式?
  不满足第一范式。原因是没有主键。
  怎么满足第一范式呢? 需要进行修改,添加主键。

MySQL(二十一)—— 数据库设计三范式_第一范式_04
  上表中,学生编号和教师编号两个字段联合做主键,复合主键(PK:学生编号+教师编号)。经过修改之后,以上的表满足了第一范式。但是满足第二范式吗?
  不满足。原因是,“张三”依赖1001,“王老师”依赖001,显然产生了部分依赖。
  产生部分依赖有什么缺点?
  数据冗余、空间浪费。“张三”重复了,“王老师”重复了。

  为了让以上的表满足第二范式,需要这样设计:使用三张表来表示多对多的关系!

MySQL(二十一)—— 数据库设计三范式_mysql_05
  多对多怎么设计?
  总结:多对多,三张表,关系表两个外键!

21.5 第三范式

  第三范式建立在第二范式的基础之上,要求所有非主键字典必须直接依赖主键,不要产生传递依赖。

MySQL(二十一)—— 数据库设计三范式_主键_06
  以上表的设计是描述班级和学生的关系,很显然是1对多关系,一个教室中有多个学生。

  分析以上表是否满足第一范式?
  满足第一范式,有主键。

  分析以上表是否满足第二范式?
  满足第二范式,因为主键不是复合主键,没有产生部分依赖,主键是单一主键。

  分析以上表是否满足第三范式?
  第三范式要求:不要产生传递依赖!一年一班依赖01,01依赖1001,产生了传递依赖。不符合第三范式的要求,产生了数据的冗余。
  那么应该怎么设计一对多呢?

MySQL(二十一)—— 数据库设计三范式_mysql_07
  总结:一对多,两张表,多的表加外键!

21.6 总结表的设计

  一对多: 一对多,两张表,多的表加外键!

  多对多: 多对多,三张表,关系表两个外键!

  一对一: 一对一放到一张表中不就行了吗?为啥还要拆分表?
       在实际的开发中,可能存在一张表字段太多,太庞大,这个时候要拆分表。
       一对一怎么设计?
       总结:一对一,外键唯一!

MySQL(二十一)—— 数据库设计三范式_第一范式_08

21.7 总结

  数据库设计三范式是理论上的,实践和理论有的时候有偏差,最终的目的都是为了满足客户的需求,有的时候会拿冗余换执行速度。因为在sql当中,表和表之间连接次数越多,效率越低(笛卡尔积)。
  有的时候可能会存在冗余,但是为了减少表的连接次数,这样做也是合理的,并且对于开发人员来说,sql语句的编写难度也会降低。