贯穿式学习MySQL

注：MySQL版本众多，本次讲述的内容以MySQL8.0.34版本为准

范式化设计

范式具体是用来干嘛的？

我们在设计关系数据库时，要遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库，这些不同的规范要求被称为不同的范式，各种范式呈递次规范，越高的范式数据库冗余越小，简单来说就是规范数据库的设计

什么范式化设计，为什么要“反”它？

范式来自英文Normal Form，简称NF。要想设计一个好的关系，必须使关系满足一定的约束条件，此约束已经形成了规范，分成几个等级，一级比一级要求得严格。满足这些规范的数据库是简洁的、结构明晰的。

目前关系数据库有六种范式：

• 第一范式（1NF）
• 第二范式（2NF）
• 第三范式（3NF）
• 巴斯-科德范式（BCNF）
• 第四范式（4NF）
• 第五范式(5NF，又被称完美范式）

【不符合第一范式】

--商品表--
商品信息
苹果（价格：15，类型：水果）

虽然可以表达想要的信息，但是这样一个字段放在这里不好，所以我们需要遵循三大范式中的第一范式：列不可再分。将这里的信息进行一个分析和拆解，一个字段一个字段拆开，不同的字段存放不同的数据信息。这样我们就符合了第一范式。

【第一范式（1NF）】

是对属性的 原子性 的要求，要求属性具有原子性，不可再分解；

--商品表--

商品名称	商品价格	商品类型	商品热度
苹果	15	水果	1000
香蕉	25	水果	1000
香蕉	49	水果	1000

但是第一范式出现了什么问题呢？
它重复了“商品名称：香蕉”，这样你做能区分的出来吗？
为什么我买香蕉，你花25我却需要花49。这可能就是因为排序规则不一样而已。

保证字段的原子性，一个字段有一件事。

虽然商品表这样做符合第一范式，但是它不符合第二范式。行不能唯一区分

【第二范式（2NF）】

2NF 是对记录的 唯一性 ，要求记录有惟一标识，即不存在部分依赖；

--商品表--

商品id	商品名称	商品价格	商品类型	商品热度
1	苹果	15	水果	1000
2	香蕉	25	水果	1000
3	香蕉	49	水果	1000

第二范式，给商品表加一个主键（商品id），这样做可以用到商品id做一个区分。
理解：讲id为2的商品和id为3的商品显然就是不同的一个东西了，既是名称、价格、类型都一样，但是id是唯一做区分的。

符合第二范式，不符合三范式

【第三范式（3NF）】

3NF 是对字段的 冗余性 ，要求任何字段不能由其他字段派生出来，它要求字段没有冗余，即不存在传递依赖；

--商品表--

商品id	商品名称	商品价格	商品类型	商品热度
1	苹果	15	水果	1000
2	香蕉	25	水果	1000
3	香蕉	49	水果	1000

从商品表中商品类型的数据一直不断的进行一个重复 商品名称“香蕉”、商品类型“水果”等

可能会存在问题：

• 数据冗余：有重复值；

• 更新异常：有重复的冗余信息，修改时需要同时修改多条记录，否则会出现数据不一致的情况 

--商品表（主）--

商品id	商品名称	商品价格	商品类型id
1	苹果	15	1
2	香蕉	25	1
3	香蕉	49	1

--商品类型表（从）--

商品类型id	商品类型	商品热度
1	水果	1000

分析

1. 商品表（主）

   • 主键: 商品Id
   • 非主属性: 商品名称, 商品价格, 商品类型Id

   我们可以看到:

   • 商品名称 直接依赖于 商品Id。
   • 商品价格 直接依赖于 商品Id。
   • 商品类型Id 直接依赖于 商品Id。

   因此，商品表 中的非主属性都没有传递依赖的情况，也没有依赖于其他非主属性。

2. 商品类型表（从）

   • 主键: 商品类型Id
   • 非主属性: 商品名称, 商品热度

   同样，我们可以看到:

   • 商品名称 直接依赖于 商品类型Id。
   • 商品热度 直接依赖于 商品类型Id。

   所以，商品类型表 中的非主属性也都没有传递依赖的情况，也没有依赖于其他非主属性。

结论

通过上述分析，我们可以得出结论，这两个表的设计已经满足了第三范式的要求。每个非主属性都直接依赖于其所在表的主键，没有出现传递依赖或者依赖于其他非主属性的情况。

这样的设计能够有效地避免数据冗余和更新异常等问题，保证数据的一致性和完整性。

总结

• 1NF：属性不可再分。
• 2NF：1NF 的基础之上，消除了非主属性对于码的部分函数依赖。
• 3NF：3NF 在 2NF 的基础之上，消除了非主属性对于码的传递函数依赖

第一范式(1NF)
非码的非平凡 | ↓ 消除非主属性对码的部分函数依赖；
第二范式(2NF)
↓ 消除非主属性对码的传递函数依赖；
第三范式(3NF)
↓ 消除主属性对码的部分和传递函数依赖；
BC范式(BCNF)
↓ 消除非平凡且非函数依赖的多值依赖；
第四范式(4NF)
↓消除不是由候选码所蕴含的连接依赖；
第五范式(5NF)

设计数据库表时，一定要灵活。没必要将所有表都拆的零碎。也没必要将所有的数据都写到一张表中，几十列反而不方便查询数据。将范式和反范式相结合才是最好的设计方式。