資料庫三大正規化

原文：

為了建立冗餘較小、結構合理的資料庫，設計資料庫時必須遵循一定的規則。在關係型資料庫中這種規則就稱為正規化。正規化是符合某一種設計要求的總結。要想設計乙個結構合理的關係型資料庫，必須滿足一定的正規化。

◆ 第一正規化（1nf）：強調的是列的原子性，即列不能夠再分成其他幾列。

考慮這樣乙個表：【聯絡人】（姓名，性別，**）

如果在實際場景中，乙個聯絡人有家庭**和公司**，那麼這種表結構設計就沒有達到 1nf。要符合 1nf 我們只需把列（**）拆分，即：【聯絡人】（姓名，性別，家庭**，公司**）。1nf 很好辨別，但是 2nf 和 3nf 就容易搞混淆。

◆ 第二正規化（2nf）：首先是 1nf，另外包含兩部分內容，一是表必須有乙個主鍵；二是沒有包含在主鍵中的列必須完全依賴於主鍵，而不能只依賴於主鍵的一部分。

乙個表中只能儲存一種資料，不可以把多種資料儲存在同一張資料庫表中；

不符合第二正規化的例子:

表:學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學分;

這個表明顯說明了兩個事務:學生資訊, 課程資訊;

存在問題:

資料冗餘，每條記錄都含有相同資訊；

刪除異常：刪除所有學生成績，就把課程資訊全刪除了；

插入異常：學生未選課，無法記錄進資料庫；

更新異常：調整課程學分，所有行都調整。

3．第三正規化(確保每列都和主鍵列直接相關,而不是間接相關) （也就是說不能有傳到性）

第三正規化需要確保資料表中的每一列資料都和主鍵直接相關，而不能間接相關。

比如在設計乙個訂單資料表的時候，可以將客戶編號作為乙個外來鍵和訂單表建立相應的關係。而不可以在訂單表中新增關於客戶其它資訊（比如姓名、所屬公司等）的字段

◆ 第三正規化（3nf）：首先是 2nf，另外非主鍵列必須直接依賴於主鍵，不能存在傳遞依賴。即不能存在：非主鍵列 a 依賴於非主鍵列 b，非主鍵列 b 依賴於主鍵的情況。

考慮乙個訂單表【order】（orderid，orderdate，customerid，customername，customeraddr，customercity）主鍵是（orderid）。

其中 orderdate，customerid，customername，customeraddr，customercity 等非主鍵列都完全依賴於主鍵（orderid），所以符合 2nf。不過問題是 customername，customeraddr，customercity 直接依賴的是 customerid（非主鍵列），而不是直接依賴於主鍵，它是通過傳遞才依賴於主鍵，所以不符合 3nf。

在實際開發中最為常見的設計正規化有三個：

1．第一正規化(確保每列保持原子性)

第一正規化是最基本的正規化。如果資料庫表中的所有字段值都是不可分解的原子值，就說明該資料庫表滿足了第一正規化。

第一正規化的合理遵循需要根據系統的實際需求來定。比如某些資料庫系統中需要用到「位址」這個屬性，本來直接將「位址」屬性設計成乙個資料庫表的字段就行。但是如果系統經常會訪問「位址」屬性中的「城市」部分，那麼就非要將「位址」這個屬性重新拆分為省份、城市、詳細位址等多個部分進行儲存，這樣在對位址中某一部分操作的時候將非常方便。這樣設計才算滿足了資料庫的第一正規化，如下表所示。

上表所示的使用者資訊遵循了第一正規化的要求，這樣在對使用者使用城市進行分類的時候就非常方便，也提高了資料庫的效能。

上面這張表設計有問題：

2．第二正規化(確保表中的每列都和主鍵相關)

第二正規化在第一正規化的基礎之上更進一層。第二正規化需要確保資料庫表中的每一列都和主鍵相關，而不能只與主鍵的某一部分相關（主要針對聯合主鍵而言）。也就是說在乙個資料庫表中，乙個表中只能儲存一種資料，不可以把多種資料儲存在同一張資料庫表中。

比如要設計乙個訂單資訊表，因為訂單中可能會有多種商品，所以要將訂單編號和商品編號作為資料庫表的聯合主鍵，如下表所示。

訂單資訊表

這樣就產生乙個問題：這個表中是以訂單編號和商品編號作為聯合主鍵。這樣在該表中商品名稱、單位、商品**等資訊不與該錶的主鍵相關，而僅僅是與商品編號相關。所以在這裡違反了第二正規化的設計原則。

而如果把這個訂單資訊表進行拆分，把商品資訊分離到另乙個表中，把訂單專案表也分離到另乙個表中，就非常完美了。如下所示。

這樣設計，在很大程度上減小了資料庫的冗餘。如果要獲取訂單的商品資訊，使用商品編號到商品資訊表中查詢即可。

一是表必須有乙個主鍵；二是沒有包含在主鍵中的列必須完全依賴於主鍵，而不能只依賴於主鍵的一部分

3．第三正規化(確保每列都和主鍵列直接相關,而不是間接相關)

第三正規化需要確保資料表中的每一列資料都和主鍵直接相關，而不能間接相關。

比如在設計乙個訂單資料表的時候，可以將客戶編號作為乙個外來鍵和訂單表建立相應的關係。而不可以在訂單表中新增關於客戶其它資訊（比如姓名、所屬公司等）的字段。如下面這兩個表所示的設計就是乙個滿足第三正規化的資料庫表。

這樣在查詢訂單資訊的時候，就可以使用客戶編號來引用客戶資訊表中的記錄，也不必在訂單資訊表中多次輸入客戶資訊的內容，減小了資料冗餘。

1nf:字段不可分;

2nf:有主鍵，非主鍵字段依賴主鍵;

3nf:非主鍵字段不能相互依賴;

解釋:

1nf:原子性字段不可再分,否則就不是關聯式資料庫;

2nf:唯一性乙個表只說明乙個事物;

3nf:每列都與主鍵有直接關係，不存在傳遞依賴;

不符合第一正規化的例子(關聯式資料庫中create不出這樣的表)：

表:欄位1, 欄位2(欄位2.1, 欄位2.2), 欄位3 ......

存在的問題: 因為設計不出這樣的表, 所以沒有問題;

不符合第二正規化的例子:

表:學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學分;

這個表明顯說明了兩個事務:學生資訊, 課程資訊;

存在問題:

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