Mysql - 什么是三大范式（通俗详解）
高月之风
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Hello~我是高月！我将会在这篇文章中用通俗易懂的话为你简单说明 什么是 Mysql 的三大范式。如果喜欢这篇文章，请点赞、关注、收藏哦~
1. 简介
三大范式是 Mysql 数据库设计表结构所遵循的规范和指导方法，目的是为了减少冗余，建立结构合理的数据库，从而提高数据存储和使用的性能。
三大范式之间是具有依赖关系的，比如第二范式是在第一范式的基础上建设的、第三范式是在第二范式的基础上建设的。
当然 Mysql 数据库的范式不止三大范式，除了三大范式，还有巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式(4NF）、第五范式（5NF，又称“完美范式"）。
而本篇文章，我们只介绍范式中常用的三大范式。
虽然，遵循范式能使我们的数据库结构更合理，但是也不是一成不变的，偶尔我们也要学会在范式的基础，根据实际应用场景，作出相应的变通。
2. 第一范式 - 1NF
遵循原子性。即，表中字段的数据，不可以再拆分。
先看一个不符合第一范式的表结构，如下：
| 员工编码 | 姓名 | 年龄 |
|---|---|---|
| 001 | 销售部小张 | 28 |
| 002 | 运营部小黄 | 25 |
| 003 | 技术部小高 | 22 |
在这一个表中的，姓名 字段下的数据是可以再进行拆分的，因此它不符合第一范式，那怎么样才符合第一范式呢？如下：
| 员工编码 | 部门 | 姓名 | 年龄 |
|---|---|---|---|
| 001 | 销售部 | 小张 | 28 |
| 002 | 运营部 | 小黄 | 25 |
| 003 | 技术部 | 小高 | 22 |
那是否遵循第一范式就一定是好的呢？如下：
| 员工编码 | 姓名 | 地址 |
|---|---|---|
| 001 | 小张 | 江西省南昌市东湖区 |
| 002 | 小黄 | 广东省佛山市禅城区 |
| 003 | 小高 | 湖北省武汉市新洲区 |
通过观察上述表结构，我们发现，地址是可以再进一步拆分的，比如：
| 员工编码 | 姓名 | 省 | 市 | 区 |
|---|---|---|---|---|
| 001 | 小张 | 江西省 | 南昌市 | 东湖区 |
| 002 | 小黄 | 广东省 | 佛山市 | 禅城区 |
| 003 | 小高 | 湖北省 | 武汉市 | 新洲区 |
虽然拆分后，看上去更符合第一范式了，但是如果项目就只需要我们输出一个完整地址呢？那明显是表在没拆分的时候会更好用。
所以范式只是给了我们一个参考，我们更多的是要根据项目实际情况设计表结构。
3. 第二范式 - 2NF
在满足第一范式的情况下，遵循唯一性，消除部分依赖。即，表中任意一个主键或任意一组联合主键，可以确定除该主键外的所有的非主键值。
再通俗点讲就是，一个表只能描述一件事情。
我们用一个经典案例进行解析。
| 学号 | 姓名 | 年龄 | 课程名称 | 成绩 | 学分 |
|---|---|---|---|---|---|
| 001 | 小张 | 28 | 语文 | 90 | 3 |
| 001 | 小张 | 28 | 数学 | 90 | 2 |
| 002 | 小黄 | 25 | 语文 | 90 | 3 |
| 002 | 小黄 | 25 | 语文 | 90 | 3 |
| 003 | 小高 | 22 | 数学 | 90 | 2 |
我们先分析一下表结构。
1. 假设学号是表中的唯一主键，那由学号就可以确定姓名和年龄了，但是却不能确定课程名称和成绩。
2. 假设课程名称是表中的唯一主键，那由课程名称就可以确定学分了，但是却不能确定姓名、年龄和成绩。
3. 虽然通过学号和课程名称的联合主键，可以确定除联合主键外的所有的非主键值，但是基于上述两个假设，也不符合第二范式的要求。
那我们应该如何调整表结构，让它能复合第二范式的要求呢？
我们可以基于上述的三种主键的可能，拆分成 3 张表，保证一张表只描述一件事情。
1. 学生表 - 学号做主键
| 学号 | 姓名 | 年龄 |
|---|---|---|
| 001 | 小张 | 28 |
| 002 | 小黄 | 25 |
| 003 | 小高 | 22 |
2. 课程表 - 课程名称做主键
| 课程名称 | 学分 |
|---|---|
| 语文 | 3 |
| 数学 | 2 |
3. 成绩表 - 学号和课程名称做联合主键
| 学号 | 课程名称 | 成绩 |
|---|---|---|
| 001 | 语文 | 90 |
| 001 | 数学 | 90 |
| 002 | 语文 | 90 |
| 002 | 语文 | 90 |
| 003 | 数学 | 90 |
这时候我们可能会想，为什么我们就要遵循第二范式呢？不遵循第二范式会造成什么样的后果呢？
1. 造成整表的数据冗余。
如，学生表，可能我就只有2个学生，每个学生都有许多的信息，比如，年龄、性别、身高、住址......如果与课程信息放到同一张表中，可能每个学生有3门课程，那数据总条数就会变成6条了。但是通过拆分，学生表我们只需要存储 2 条学生信息，课程表只需要存储 3 条课程信息，成绩表就只需保留学号、课程名称和成绩字段。
2. 更新数据不方便。
假设，课程的学分发生了变更，那我们就需要把整表关于该课程的学分都要更新一次，但如果我们拆分出课程表，那我们就只需要把课程表中的课程信息更新就行。
3. 插入数据不方便或产生异常。
① 假设主键是学号或课程名称，我们新增了某个课程，需要把数据插入到表中，这时，可能只有部分人有选修这门课程，那我们插入数据的时候还要规定给哪些人插入对应的课程信息，同时可能由于成绩还没有，我们需要对成绩置空，后续有成绩后还得重新更新一遍。
② 假设主键是学号和课程名称的联合主键。同样也是新增了某课程，但是暂时没有人选修这门课，缺少了学号主键字段数据，会导致课程信息无法插入。
4. 第三范式 - 3NF
在满足第二范式的情况下，消除传递依赖。即，在任一主键都可以确定所有非主键字段值的情况下，不能存在某非主键字段 A 可以获取 某非主键字段 B。
仍然用一个经典例子来解析
| 学号 | 姓名 | 班级 | 班主任 |
|---|---|---|---|
| 001 | 小黄 | 一年级（1）班 | 高老师 |
这个表中，学号是主键，它可以唯一确定姓名、班级、班主任，符合了第二范式，但是在非主键字段中，我们也可以通过班级推导出该班级的班主任，所以它是不符合第三范式的。
那怎么设计表结构，才是符合第三范式的呢？
1. 学生表
| 学号 | 姓名 | 班级 |
|---|---|---|
| 001 | 小黄 | 一年级（1）班 |
2. 班级表
| 班级 | 班主任 |
|---|---|
| 一年级（1）班 | 高老师 |
通过把班级与班主任的映射关系另外做成一张映射表，我们就成功地消除了表中的传递依赖了。
总结
不知道读者们有没有发现，以上所介绍的范式的最终目的都是为了减少我们的工作量呢？所以说，尽管范式是一种很好的指导规范，但在实际应用中，我们也不需要太局限在范式中，更多的是应该从项目中出发，设计出合理的表结构。
以下是本篇三范式的简单总结：
- 第一范式（1 NF）：字段不可再拆分。
- 第二范式（2 NF）：表中任意一个主键或任意一组联合主键，可以确定除该主键外的所有的非主键值。
- 第三范式（3 NF）：在任一主键都可以确定所有非主键字段值的情况下，不能存在某非主键字段 A 可以获取 某非主键字段 B。
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