解密数据库三范式：掌控数据完整性和一致性的利器

2023-05-13 08:57:55

数据库范式：消除冗余，优化效率

数据，数据无处不在。 我们生活的各个方面都离不开数据，从在线购物到医疗保健再到社交媒体。为了管理和利用这些庞大的数据量，数据库应运而生。然而，仅仅拥有数据是不够的。我们还需要一种结构化和规范化的方式来组织和存储数据，以便有效地检索和分析它。这就是数据库范式发挥作用的地方。

什么是数据库范式？

数据库范式是一组规则和原则，指导我们设计数据库结构并对其进行规范化。其目标是消除数据冗余、确保数据完整性和一致性，以及提高数据访问效率 。数据库范式分为三个层次：第一范式 (1NF)、第二范式 (2NF) 和第三范式 (3NF) 。每个范式都建立在上一范式之上，为数据规范化奠定基础。

第一范式：列不可再分

第一范式要求数据库中的每一列都是不可再分的最小单位。这意味着该列中的数据不能进一步分解为更有意义的单位。例如，存储学生信息的表中，“姓名”列只能包含学生的姓名，而不能包含学生的学号、性别等其他信息。第一范式有助于消除数据冗余和提高数据的一致性。

CREATE TABLE Students (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id)
);

第二范式：行可以唯一区分，主键约束

第二范式要求表中的每一行都必须可以被唯一区分。这意味着表中必须存在一个或多个列作为主键，并且主键中的值必须是唯一的。例如，存储学生信息的表中，学号可以作为主键，因为每个学生都有一个唯一的学号。第二范式有助于防止数据冗余和确保数据的一致性。

ALTER TABLE Students ADD COLUMN student_number VARCHAR(255) UNIQUE;

第三范式：表的非主属性不能依赖与其他表的非主属性

第三范式要求表中的非主属性（即不属于主键的属性）不能依赖于其他表的非主属性。换句话说，非主属性只能依赖于本表的非主属性或主键。例如，存储学生信息的表中，“班级”列不能依赖于另一个表中的“教师”列，因为“教师”列不是“学生”表中的属性。第三范式有助于消除数据冗余和提高数据的一致性。

CREATE TABLE Classes (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id)
);

ALTER TABLE Students ADD COLUMN class_id INT NOT NULL;
ALTER TABLE Students ADD FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES Classes (id);