关系型数据库几大范式的理解总结

关系型数据库⼏⼤范式的理解总结
范式的定义
关系型数据库中的关系是需要满⾜⼀定条件的，满⾜这些不同程度的规范化就叫做范式。

范式按照规范化程度从低到⾼排序为第⼀范式，第⼆范式，第三范式，BC范式，第四范式，第五范式。

前导知识
函数依赖
R(U)是属性集U的关系模型，X，Y是U的⼀个⼦集，对于R(U)中的任⼀个关系r，不可能存在两个元组在X上属性值相同，⽽在Y 上属性值不同。

则称X函数确定Y，或Y函数依赖X。

说⼈话：U是表(可能不⽌⼀个表，可以是有关系的多个表)的所有列，X，Y分别是这些属性列的⼀个⼦集，也就是若⼲个属性，对于所有在X这些属性上的值⼀样的⾏，在Y上的属性上也必须⼀样，满⾜这样条件的这若⼲个属性 X和Y叫称其函数依赖。

X相同则Y必须相同，但X不同Y可以相同，也可以不同。

如果Y是X的⼦集，就叫平凡的函数依赖，⼀般不考虑这种，因为就是废话，X整个都相同，⼦集肯定相同。

如果Y不是X的⼦集，叫做⾮平凡的函数依赖。

如果Y函数依赖X，那么X称为决定因素。

如果Y函数依赖X，但不依赖X的任何⼀个真⼦集，也就是X是极⼩的，那就称Y完全函数依赖X，否则称Y部分函数依赖X。

如果X决定Y，Y决定Z，且Y不决定X，那么称Z对X传递函数依赖。

码(键)
U是属性全集，K是U的⼦集，若U完全函数依赖K，则称K为候选码，候选码若有多个，任意选择⼀个都可作为主码，若U部分函数依赖K，则称K为超码。

显然，候选码当然也是超码，⽽且是最⼩的超码。

包含在任何⼀个候选码的属性都叫主属性，其他都叫⾮主属性。

在本书中主码和候选码统称为码，属性集K不是该关系模式(表)的码，⽽是另⼀个关系模式(表)的码，则称K为该关系模式(表)的外码。

求候选码
例⼦：
举例
有这样⼀个配件管理表WPE(WNO,PNO,ENO,QNT),其中WNO表⽰仓库号，PNO表⽰配件号，ENO表⽰职⼯号，QNT表⽰数
量。

有以下约束要求：
（1）⼀个仓库有多名职⼯；
（2）⼀个职⼯仅在⼀个仓库⼯作；
（3）每个仓库⾥⼀种型号的配件由专⼈负责，但⼀个⼈可以管理⼏种配件；
（4）同⼀种型号的配件可以分放在⼏个仓库中。

分析表中的函数依赖关系，可以得到：
（1）ENO->WNO;
（2）（WNO，PNO）->QNT
（3）（WNO，PNO）->ENO
（4）（ENO，PNO）->QNT
观察法?：
候选码的定义就是⼀组能决定所有列(某⼀个元组)的属性。

所以根据这4个函数依赖关系，(WNO,PNO)显然肯定是，因为它可以决定QNT，也可以决定ENO，加上它本⾝，就是属性全集U了。

⽽(ENO,PNO)，虽然只有⼀个决定QNT，但是ENO可以单独决定WNO，所以显然(ENO,PNO)也就能⼀起决定QNT和WNO，因此也是候选码。

六⼤范式?
第⼀范式
定义
满⾜最基本的条件，每⼀个分量都是不可分的数据项。

说⼈话，每⼀列对应只有⼀个值。

第⼆范式
定义
R属于第⼀范式，且每⼀个⾮主属性完全函数依赖于任何⼀个候选码，则R属于第⼆范式
说⼈话，除了主码候选码之外的其他属性都要完全函数依赖于主码。

因为任意⼀个候选码都能作为主码，所以，也就是说，如果存在某个属性不是完全函数依赖于某⼀个候选码，可能是部分函数依赖，那就没了。

⽐如主键是(学号，课程号)，但是现在有⼀个属性完全函数依赖于学号，⽽部分函数依赖于(学号，课程号)，那就不满⾜第⼆范式。

第三范式
定义
R属于第⼆范式，若R中不存在码X，属性⼦集Y，⾮主属性Z，使得X决定Y，Y不决定X，Y决定Z，则R属于第三范式。

说⼈话，⾮主属性必须直接完全函数依赖于主键，中间不能有其他函数，即不能是传递函数依赖。

BC范式
定义
R属于第⼀范式，若X决定Y，且Y不是X的⼦集时X必含有码，即每⼀个决定因素都包含码，则R属于BC范式。

说⼈话，若R是第⼀范式，且每个属性不部分函数依赖于候选码也不传递函数依赖于候选码，则R是BC范式，具体以下三点。

所有⾮主属性对每⼀个码都是完全函数依赖。

（也是第⼆范式要求）
所有主属性对每⼀个不包含它的码也是完全函数依赖。

（也就是排除了所有属性对码的部分依赖）
没有任何属性完全函数依赖于⾮码的任何⼀组属性。

（排除传递函数依赖）
实际上，BC范式就是在第三范式的基础上消除了主属性的传递依赖。

第四范式
多值依赖
说⼈话，多值依赖就是⼀个表中多对多的关系，如果可以分成两列，这两列多对多，这就平凡的多值依赖，如果是分成三列，固定某⼀列的值，其他两列多对多，这就是⾮平凡的多值依赖，第四范式要消除的就是⾮平凡的多值依赖。

函数依赖是特殊的多值依赖，因为多对多其实也是⼀对多。

定义
R属于第⼀范式，对应R的每⼀个⾮平凡多值依赖，X->->Y，X都含有码，则R属于第四范式。

说⼈话，在满⾜第三范式的基础上，关系表中不能含有⼀个实体的两个或多个相互独⽴的多值因⼦。

或者说，满⾜第四范式即要求每个⾮平凡的多值依赖都含有码，也就是实际上是函数依赖。

第五范式
定义
第五范式是指关系模式R依赖均由R候选码所隐含。

这辈⼦应该不会⽤到的内容，就不管了。