24、MySQL 教程 - MySQL 范式

范式(Normal Format)，是一种离散数学中的知识，是为了解决一种数据的存储与优化的问题，保存数据的存储之后，凡是能够通过关系寻找出来的数据，坚决不再重复存储终极目标是为了减少数据的冗余。范式是一种分层结构的规范，分为六层：每一次层都比上一层更加严格，若要满足下一层范式，前提是满足上一层范式。

六层范式：1NF, 2NF, 3NF, 4NF, 5NF, 6NF, 1NF是最底层，要求最低，6NF是最高层，最严格。

Mysql属于关系型数据库，有空间浪费，也是需要考虑节省存储空间，这个与范式所有解决的问题不谋而合。在设计数据库的时候，会利用范式来指导设计。但是数据库不单是要解决空间问题，还要保证效率问题。范式只为解决空间问题，所以数据库的设计又不可能完全按照范式的要求去设计和实现，一般情况下，只有前三种范式需要满足。范式只是指导意义，没有强制规范要求。

第一范式

定义：在设计表存储数据的时候，如果表中设计的字段存储的数据，在取出来使用之前还需要额外的处理（拆分），那么说表的设计不满足第一范式，第一范式要求字段的数据具有原子性，也就是不可拆分。

举例下面讲师表

看上面这个表格，其实是可以存储数据，但是不符合第一范式。理由是这样的，如果要查询一个老师是从什么时间开始代课和什么时间结束代课。这样查询结果应该是两个字段，但是当前表只能给出一个字段，也就是查询之后还需要拆分数据。

解决方案，把代课时间分拆两个字段，一个开始一个结束。

第二范式

定义：在数据表设计的过程中，如果有复合主键（多字段主键），且表中有字段并不是由整个主键来确定，而是依赖主键中的某个字段（主键部分），存在字段依赖主键部分的问题称之为部分依赖，第二范式就是解决表数据中不允许出现部分依赖。

举例：讲师代课表

以上表中有两个P。表示讲师和班级两个字段组成复合主键约束。一个老师在一个班永远只带一个阶段的课。代课时间，开始和结束时间都与当前的代课主键有关系，但是性别并不依赖班级，教室不依赖讲师，性别只依赖讲师，教室只依赖班级。这个就形成了部分依赖，符合第二范式。

解决方案1：可以将性别和讲师单独成表，班级和教室单独成表。

解决方案2：取消复合主键，使用逻辑主键。

我们来介绍方案2

当前增加了ID这个逻辑主键，取消讲师和班级复合主键。

第三范式

要满足第三范式，必须满足第二范式。理论上讲，应该一张表中的所有字段都应该直接依赖主键（逻辑主键，代表的是业务主键），如果表设计中存在一个字段并不直接依赖主键，而是通过某个非主键字段依赖，最终实现依赖主键，把这种不是直接依赖主键，而是依赖非主键字段的依赖关系称之为传递依赖。

举例：讲师代课表

以上表设计方案中，性别依赖讲师存在，讲师依赖主键；教室依赖班级，而班级依赖主键。性别和教室都存在传递依赖。

解决方案：将存在传递依赖的字段以及依赖字段本身单独取出，形成单独表，然后在需要对应的信息的时候，使用对应实体表的主键加进来。

讲师代课表

讲师表

班级表

讲师表中ID=讲师，同样班级表中ID=班级，因为讲师可能存在名称重名的，所以增加ID这个逻辑主键。

范式逆规范化

有时候在设计表的时候，如果一张表中有几个字段是需要从另外的表中去获取信息，理论上讲，的确可以获取到想要的数据，但是就是查询效率低一点，会可以的在某些表中，不去保存另外表的主键（逻辑主键），而是直接保存想要的数据信息，这样一来，在查询数据的时候，一张表可以直接提供数据，而不需要多表查询，但是会导致数据冗余增加，这个方式就是范式逆规范化。

举例：还是讲师代课表

上面我们不存储讲师和班级ID，直接存储讲师名称和班级名称，这样我们就在一张表就可以获取查询讲师和班级信息。

所谓逆规范化就是磁盘的利用率和查询效率的博弈。总结，范式只需要了解1NF，2NF，3NF，可以锁第四范式以后限制条件越多，效率反而越低。