关系型数据库三个范式

相关概念

候选关键字：

二维表中，能够惟一确定记录的一个字段或几个字段的组合被称为“超关键字”。“超关键字”虽然能唯一确定记录，但是它所包含的字段可能是有多余的。如果一个超关键字去掉其中任何一个字段后不再能唯一地确定记录，则称它为候选关键字。候选关键字既能唯一地确定记录，它包含的字段又是最精炼的。也就是说候选关键字是最简单的超关键字。

主关键字(primary key)：

是表中的一个或多个字段，它的值用于唯一地标识表中的某一条记录。比如在一张成绩表中，有字段：学号，科目，成绩，任课老师。学号+科目+任何其他字段就是超关键字，但是如果去掉学号或者科目中的一个就无法确定成绩，所以学号和科目是两个候选关键字。只有知道了学号和科目你才能确定一条记录，所以学号和科目两个字段组成了主关键字

部分函数依赖

设X,Y是关系R的两个属性集合，存在X→Y，若X’是X的真子集，存在X’→Y，则称Y部分函数依赖于X。

举个例子：学生基本信息表R中（学号，身份证号，姓名）当然学号属性取值是唯一的，在R关系中，（学号，身份证号）->（姓名），（学号）->（姓名），（身份证号）->（姓名）；所以姓名部分函数依赖与（学号，身份证号）；

完全函数依赖

设X,Y是关系R的两个属性集合，X’是X的真子集，存在X→Y，但对每一个X’都有X’!→Y，则称Y完全函数依赖于X。

例子：学生基本信息表R（学号，班级，姓名）假设不同的班级学号有相同的，班级内学号不能相同，在R关系中，（学号，班级）->（姓名），但是（学号）->(姓名)不成立，（班级）->(姓名)不成立，所以姓名完全函数依赖与（学号，班级）；

传递函数依赖

设X,Y,Z是关系R中互不相同的属性集合，存在X→Y(Y !→X),Y→Z，则称Z传递函数依赖于X。

   举例：在关系R(学号 ,宿舍, 费用)中，(学号)->(宿舍),宿舍！=学号，(宿舍)->(费用),费用!=宿舍，所以符合传递函数的要求；

第一范式（1NF）

第一范式是指数据库中每一列都不可再次分割，某一属性不能拥有几个值，保证每一列的原子性。

例如：比如一个员工表，员工表有，姓名，地址，电话属性（可能有座机号码和移动电话号码），这个时候就电话属性就不符合第一范式，需要拆分为座机号码和移动号码2个属性。

第二范式（2NF）

第二范式是建立在第一范式的基础上的，及满足第二范式一定满足第一范式。

第二范式要求：

每一个实例 (及每一行) 必须要有一个唯一标识符,必须要有主键。
没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖主键的一部分。

例如：如果数据库是联合主键，有的列只依赖联合主键中的一部分，而不是全部，那么只有分表才能符合第二范式。在选课关系表(学号，课程号，成绩，学分)，关键字为组合关键字(学号，课程号)，但由于非主属性学分仅依赖于课程号，对关键字(学号，课程号)只是部分依赖，而不是完全依赖，因此此种方式会导致数据冗余以及更新异常等问题

第三范式（3NF）

若某一范式是第二范式，且每一个非主属性都不传递依赖于该范式的候选键，则称为第三范式，即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。

例如： Employee(emp_id,emp_name,emp_age,dept_id,dept_name,dept_info)，当员工表中emp_id能够唯一确定员工员工信息，但是dept_name可由dept_id唯一确定，此时，该表不符合第三范式，此时可以删除除了dept_id之外的其他部门信息，把所有部门信息单独建立一张部门表。