数据库范式

1. 第一范式（1NF）

定义

• 原子性：表中每个字段不可再分
• 数据类型一致性：同一列数据类型相同
• 主键约束：每行数据有唯一标识

案例

不符合1NF的表：

员工表(员工ID, 姓名, 联系方式[电话,邮箱])

• 问题：联系方式字段包含多个值

符合1NF的表：

员工表(员工ID, 姓名, 电话, 邮箱)

2. 第二范式（2NF）

定义

• 满足1NF
• 消除部分依赖：非主属性必须完全依赖主键

案例

不符合2NF的表：

订单表(订单ID, 产品ID, 产品名称, 数量, 单价)

• 主键：(订单ID, 产品ID)
• 部分依赖：产品名称 → 产品ID（不依赖整个主键）

符合2NF的表：

订单表(订单ID, 产品ID, 数量, 单价)
产品表(产品ID, 产品名称)

3. 第三范式（3NF）

定义

• 满足2NF
• 消除传递依赖：非主属性不能依赖其他非主属性

案例

不符合3NF的表：

学生表(学号, 系别, 系主任)

• 传递依赖：学号 → 系别 → 系主任

符合3NF的表：

学生表(学号, 系别)
系别表(系别, 系主任)

4. BC范式（BCNF）

定义

• 满足3NF
• 每个非平凡函数依赖的左边都是候选键
• 消除主属性对非候选键的依赖

案例

不符合BCNF的表：

课程表(课程ID, 教师ID, 课程名称)

• 函数依赖：
  • 课程ID → 课程名称
  • 教师ID → 课程ID（一个教师只教一门课）
• 候选键：[课程ID], [教师ID]
• 问题：教师ID → 课程ID的左边不是候选键

符合BCNF的表：

课程表(课程ID, 课程名称)
教师表(教师ID, 课程ID)

范式对比总结

规范化步骤示例

原表结构：

学生选课表(学号, 课程号, 成绩, 教师, 教师办公室)

函数依赖：

• (学号, 课程号) → 成绩
• 课程号 → 教师
• 教师 → 教师办公室

规范化过程：

1. 1NF：确保字段不可再分（已满足）
2. 2NF：
   • 学生选课表(学号, 课程号, 成绩)
   • 课程表(课程号, 教师)
3. 3NF：
   • 学生选课表(学号, 课程号, 成绩)
   • 课程表(课程号, 教师)
   • 教师表(教师, 教师办公室)
4. BCNF：
   • 学生选课表(学号, 课程号, 成绩)
   • 课程表(课程号, 课程名称)
   • 教师表(教师ID, 课程号)
   • 办公室表(教师ID, 办公室)

实际应用建议

• 1NF：所有关系型数据库必须满足
• 2NF/3NF：业务系统最常用的范式级别
• BCNF：适用于数据一致性要求极高的场景（如金融系统）
• 反规范化：为提高查询性能，可适当保留冗余数据（需权衡读写频率）