深入理解数据库六大范式 (数据库六大范式)
在现代计算机科学的应用中，数据库设计是一项非常重要的工作，它的目的是创建一个高效、灵活和可扩展的数据存储系统，以满足应用程序的需求。在数据库设计中，范式是一个非常基本的概念，它可以帮助数据库设计者创建一个高效、可靠和有效的数据结构。本文将对数据库六大范式进行深入的理解和介绍。
一、什么是范式？
范式是用于规范关系型数据库中数据模型的规则，它可以检测数据库模式中的不合理和冗余数据，并提出解决这些问题的方案。范式的实现过程可以分为六个阶段，每个阶段都有各自的规则和限制条件。一般情况下，一个高度范式化的关系数据库能够保证数据一致性、有效性和可靠性，减少了数据冗余和数据传输时间。
二、数据库六大范式
1.之一范式（1NF）
之一范式是关系数据的基础，它要求每张表中的所有数据都是不可分割的、原子性的。这意味着每个字段中只包含一个值，而不是一组值。如果一个表中的一个字段包含了多个值，那么这个表就不符合之一范式的要求。
2.第二范式（2NF）
第二范式要求每张表都有一个主键，也就是用来唯一标识每个记录的字段。同时，没有任何一个字段只依赖于主键的一部分。如果一个字段只依赖于主键的一部分，那么这张表就不符合第二范式的要求。
3.第三范式（3NF）
第三范式要求每张表中的所有字段都直接依赖于主键，也就是说不存在传递依赖关系。如果一个字段依赖于非主键字段，那么这张表就不符合第三范式的要求。
4.巴斯-科德范式（BCNF）
BCNF要求每张表都不存在多值依赖或函数依赖。多值依赖是指一个表中一个或多个字段的值可以由多个字段的值决定，而函数依赖则是指一个字段的值可以由另一个字段的值决定。如果一个表中存在多值依赖或函数依赖，那么这张表就不符合BCNF的要求。
5.第四范式（4NF）
第四范式要求每张表都不存在多重数据依赖。多重数据依赖是指在一个表中，存在多个字段决定一个非主键字段的值，从而导致冗余数据。如果一个表中存在多重数据依赖，那么这张表就不符合第四范式的要求。
6.第五范式（5NF）
第五范式要求每个关系都不能再分解为更小的关系。这意味着每个关系都是一个自包含的概念且不包含冗余数据。如果一个关系可以分解为更小的关系，那么这个关系就不符合第五范式的要求。
三、范式的优点和缺点
范式化的设计能够更容易地保证数据的一致性和可靠性，同时也能够减少冗余数据，节省存储空间。范式化的数据结构更适合存储大量的数据，也更容易扩展和维护。然而，范式化的设计一般需要多张表之间进行连接，这会导致查询的效率较低。此外，在某些情况下，范式化的设计也可能导致数据模型的过度分层，不利于应用程序的开发。
四、结论
在数据库设计中，选择合适的范式并不是一件易事，需要考虑多方面的因素，比如数据的规模、访问频率、性能要求、可维护性和数据安全等。选择适合的范式可以帮助我们创建一个高效、灵活和可靠的数据存储系统，更好地满足应用程序的需求。
相关问题拓展阅读：
关系数据库的几种设计范式
.1 之一范式（1NF）无重复的列
所谓之一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在之一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之，之一范式就是无重复的列。
说明：在任何一个关系数据库中，之一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足芦塌如之一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。
1.2 第二范式（2NF）属性完全依赖于主键
第二范式（2NF）是在之一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足之一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被唯一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。
第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。简而言之，第二范式就是属性完全依赖于主键衫升。
1.3 第三范式（3NF）属性不依赖于其它非主属性
满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要陪启求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。
原文地址:
注:
表在定义中被称为关系,记作R
字段在定义中被称作属性
模式:数据库中有三种模式,外模式,内模式,模式
粗体是关键字的意思
斜体为外键
之一返配范式
定义：如果关系R 中所有属性的值域都是单纯域，那么关系模式R是之一范式的
那么符合之一模式的特点就有
1)有主关键字
2)主键不能为空，
3)主键不能重复,
4)字段不可以再分
例老世橘如：
StudyNo | Name | Sex | Contact
johnMale Email:,phone:222456
maryfamale email: phone:123455
以上的表就不符合，之一范式：主键重复(实际中数据库不允许重复的)，而且Contact字段可以再分
所以变更为正确的是
StudyNo | Name | Sex | Email| Phone
johnMale6
maryfamale
第侍团二范式：
定义：如果关系模式R是之一范式的，而且关系中每一个非主属性不部分依赖于主键，称R是第二范式的。
所以第二范式的主要任务就是
满足之一范式的前提下，消除部分函数依赖。
StudyNo | Name | Sex |Email| Phone | ClassNo | ClassAddress
johnMaleA楼2
maryfamaleA楼3
这个表完全满足于之一范式,
主键由StudyNo和ClassNo组成，这样才能定位到指定行
但是,ClassAddress部分依赖于关键字(ClassNo-〉ClassAddress),
所以要变为两个表
表一
StudyNo | Name | Sex | Email| Phone | ClassNo
johnMale
maryfamale
表二
ClassNo | ClassAddress
A楼2
A楼3
第三范式：
满足第二范式的前提下，消除传递依赖。
例:
StudyNo | Name | Sex | Email| bounsLevel | bouns
johnMale优秀 $1000
maryfamale良$600
这个完全满足了第二范式,但是bounsLevel和bouns存在传递依赖
更改为：
StudyNo | Name | Sex | Email| bouunsNo
johnMale
maryfamale
bounsNo | bounsLevel | bouns
优秀 $1000
良 $600
这里我比较喜欢用bounsNo作为主键，
基于两个原因
1）不要用字符作为主键。可能有人说：如果我的等级一开始就用数值就代替呢？
2）但是如果等级名称更改了，不叫 1，2 ，3或优、良，这样就可以方便更改，所以我一般优先使用与业务无关的字段作为关键字。
一般满足前三个范式就可以避免数据冗余。
第四范式：
主要任务：满足第三范式的前提下，消除多值依赖
product | agent | factory
CarAF1
BusAF2
CarAF2
在这里，Car的定位，必须由 agent 和 Factory才能得到（所以主键由agent和factory组成）,可以通过 product依赖了agent和factory两个属性
所以正确的是
表 表2：
product | agentfactory | product
CarA FCar
BusA FCar
CarA FBus
第五范式：
定义: 如果关系模式R中的每一个连接依赖, 都是由R的候选键所蕴含, 称R是第五范式的
看到定义，就知道是要消除连接依赖,并且必须保证数据完整
例子
A | B | C
ab1 c1
ab1 c2
ab2 c1
ab2 c2
如果要定位到特定行，必须三个属性都为关键字。
所以关系要变为 三个关系，分别是A 和B,B和C ，C和A
如下：
表表 表3
A | B B | CC | A
abbcca
abbcca2
范式可以避免数据冗余，减少数据库的空间，减轻维护数据完整性的麻烦，但是操作难，因为需要联系多个表才能得到所需要数据，而且越高范式性能就会越差。要权衡是否使用更高范式是比较麻烦。
一般我在做项目中都，用得最多的也就是第三范式，我认为使用到第三范式也就足够了，性能好
高手请教……什么叫数据库中的范式啊
这样吧：
范式，其实是一些经验丰富的前辈，根据项目经验总结出来的数据库设计方法，使用范式，可以使数据库结构更合理，效率更高。
看范式的定义，有点难以理解，我就把我理解的分享给你：
之一范式：一个实体设计成一张表；
第二范式：每张表要设置一个主键；
第三范式：表与表之间的关系，使用外键；
第四范式：如果如果三张或三张以上的表之间有主外关系，那么要跨过中间表添加个外键，比方说：
公司表
部门表
员工表
当三表连接的时候，如果在员工表中添加公司编号作为外键，可以快捷地根据公司查询员工，提高效率。
第蠢伍五范式：适当的宽档御地方增加冗余字段，这个跟第四范式有点像，在第四范式基础上举个例子：
如果增加了职位表，考勤表，那么在考勤表中，按前三范式的慎岩原则，只需要添加一个员工编号即可，但是实际设计的时候，适应增加公司编号和部门编号，就单是考勤这个功能而言，可以减少多表连接，而直接从考勤表中获取到公司或部门的考勤记录。
明白否？？
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