本文将从什么是范式、为什么要采用范式、以及分别描述1NF、2NF、3NF三个范式,并给出相应的代码示例,详细阐述范式的意义和应用。
一、什么是范式?
范式是关系数据库设计中用于描述关系模式(关系表)的规范,范式越高,数据冗余越低,数据表的结构更加规范化。
范式是通过一定的规则对一个关系的数据属性进行约束,使它满足某种特定的关系模式,具有更好的数据管理、数据完整性维护、性能优化等优点。
常用的范式有一般范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、巴斯-科德范式(BCNF)等。本文将重点介绍1NF、2NF、3NF三种范式。
二、为什么要采用范式?
通过范式化可以减少数据冗余,提高数据的一致性、完整性和准确性。在范式化后,我们可以更容易地对数据模型进行管理,降低存储时所需要的空间,同时也提高查询性能。但范式化也有一定的缺点,会增加查询时需要的表连接数量和计算时间,同时在一些情况下,为了提高性能我们可能会丢失某些信息。
三、1NF:关系模式的第一范式
1NF是关系模式中最简单的一种范式。它指的是:每个属性都不可再分割,且表中的每个实例(row)都必须实现唯一性。
1.范式说明
1NF强调属性的原子性,即不可再分割的单元。如果属性有多个值,那么它必须被拆分并重新设计为单个属性。
2.示例代码
CREATE TABLE customer( customer_id INT PRIMARY KEY, firstname VARCHAR(30), lastname VARCHAR(30), email VARCHAR(60) );
3.解释说明
以上代码就是一个1NF表的实现,其中每个属性都不能再分割。
四、2NF:关系模式第二范式
1.范式说明
在满足1NF的基础上,一个表必须只包含与主键有直接关系的所有属性(即非主键属性不依赖于其它非主键属性)。
2.示例代码
CREATE TABLE order( order_id INT PRIMARY KEY, customer_id INT, product_id INT, order_date DATE, quantity INT, price DECIMAL(10,2), CONSTRAINT fk_customer_id FOREIGN KEY (customer_id) REFERENCES customer(customer_id), CONSTRAINT fk_product_id FOREIGN KEY (product_id) REFERENCES product(product_id) );
3.解释说明
以上代码是一个2NF的实现,由于订单(Order)表与顾客(Customer)表和产品(Product)表存在关联性,因此订单表中也包含了一些与主键有直接关系的属性。
五、3NF:关系模式的第三范式
1.范式说明
在满足2NF的基础上,非主键属性应该直接依赖于主键,而不是依赖于其它非主键属性。
2.示例代码
CREATE TABLE product( product_id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(30), description TEXT, price DECIMAL(10,2) ); CREATE TABLE orderdetail( order_detail_id INT PRIMARY KEY, order_id INT, product_id INT, quantity INT, price DECIMAL(10,2), CONSTRAINT fk_order_id FOREIGN KEY (order_id) REFERENCES orders(order_id), CONSTRAINT fk_product_id FOREIGN KEY (product_id) REFERENCES product(product_id) );
3.解释说明
以上代码是一个3NF的实现,每个非主键属性直接依赖于主键,不存在非主键属性依赖其它非主键属性的情况。在这种情况下,数据库表的设计已经足够规范化,能够有效地保证数据的一致性、完整性和准确性。
六、总结
在设计关系数据库时,采用范式化的方式可以让表的设计变得更规范,减少数据冗余,提高数据的一致性、完整性和准确性。在范式化的同时,也需要注意性能的影响,同时避免丢失一些重要的信息。