10.4.6　关系范式

10.4.6　关系范式

前面讨论了关系模式没有规范化所引起的异常问题，因此规范化对数据库设计有着重要的意义。所以建立科学的，规范的数据库是需要满足一些约束条件的，在关系型数据库中这些约束条件被称为范式。根据一个关系满足数据依赖程度的不同，人们提出了第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）。当然从理论上研究还有其他范式，但实际意义不大，这里不作讨论。

（1）所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能同时有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之，第一范式就是无重复的列。

在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。在当前的任何关系数据库管理系统（DBMS）中，不可能做出不符合第一范式的数据库，因为这些DBMS不允许你把数据库表的一列再分成二列或多列。

举例说明，见表10-1：

在上面的表中，“家庭信息”和“学校信息”列均不满足原子性的要求，故不满足第一范式，调整见表10-2：

可见，调整后的每一列都是不可再分的，因此满足第一范式（1NF）；

（2）第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被唯一地区分，也就是要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。简而言之，第二范式就是属性完全依赖于主键。

举例说明，见表10-3：

在上表所示的情况中，同一个订单中可能包含不同的产品，因此主键必须是“订单号”和“产品号”联合组成，

但可以发现，产品数量、产品折扣、产品价格与“订单号”和“产品号”都相关，但是订单金额和订单时间仅与“订单号”相关，与“产品号”无关，

这样就不满足第二范式的要求，调整见表10-4、表10-5，需分成两个表：

（3）第三范式（3NF）。要求关系在满足第二范式的前提下，除去所有传递依赖于主键的属性，即要求一个数据库表中不包含已在其他表中已包含的非主关键字信息。

举例说明，见表10-6：

上表中，所有属性都完全依赖于学号，所以满足第二范式，但是“班主任性别”和“班主任年龄”直接依赖的是“班主任姓名”，

而不是主键“学号”，所以需做如下调整，见表10-7、表10-8：

这样以来，就满足了第三范式的要求。实际中，会把上表中的班主任姓名改成班主任教工号。