数据库范式详解

第一范式（1NF）：

定义：当关系模式R的所有属性都不能在分解为更基本的数据单位时，称R是满足第一范式的，简记为1NF。

列1唯一确定列2, 列3, 列4, ...，即列2, 列3, 列4, ...不能再分裂出其它列。

（简易理解：表中的每列的属性不可再分，每一列（每个字段）必须是不可拆分的最小单元）

举例说明：

上表中，可以看到（就读信息）这一列，其实可以分解为年级和专业，也因为（就读信息）这一属性可以再分，故不满足第一范式

修改：

第二范式（2NF）：

定义：如果关系模式R满足第一范式，并且R得所有非主属性都完全依赖于R 的每一个候选关键属性，称R满足第二范式，简记为2NF。

满足2NF的前提是必须满足1NF。此外，关系模式需要包含两部分内容，一是必须有一个（及以上）主键；二是没有包含在主键中的列必须全部依赖于全部主键，而不能只依赖于主键的一部分而不依赖全部主键。

简易理解：满足1NF后，要求表中的所有列，都必须依赖于所有主键，而不能有任何一列与任一主键没有关系。

举例说明：

上表中，可以看到（教师姓名、成绩）两个属性都依赖于（学号）和（课程），但是（学生姓名、专业）这一属性却只依赖于（学号），不依赖于（课程），即：只需要知道（学号）便可得知（学生姓名、专业）。所以，导致非主属性（学生姓名、专业）不完全依赖于主键（学号、课程），故不符合第二范式。

修改：

将原表拆分为两张表，即可实现让它的非主属性都完全依赖于主键，即可符合第二范式（2NF）

（成绩）和（教师姓名）两个非主属性都依赖于主键（学号、课程）

第三范式（3NF）：

定义：设R是一个满足第一范式条件的关系模式，X是R的任意属性集，如果X 非传递依赖于R的任意一个候选关键字，称R满足第三范式，简记为3NF。

满足3NF的前提是必须满足2NF。另外关系模式的非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列m既依赖于全部主键，又依赖于非主键列n的情况。

简单理解：必须先满足第二范式（2NF），要求表中的每一列只与主键直接相关而不是间接相关，列与列之间无关联（表中的每一列只能依赖于主键）。

举例说明：

上表中，表中的非主属性都依赖于（学号），满足了第二范式。

但是，（班主任性别、年龄）这两个属性是直接依赖于（班主任姓名）这一属性的，与（学号）属于间接依赖。

这就导致了表中的非主属性存在着依赖关系，不符合第三范式。

修改：

将原表拆分为两张表：学生表与班主任表，在满足第二范式的同时，表中的非主属性都不存在着依赖关系，故符合第三范式

BCNF：

定义：如果关系模式R∈2NF，且每个非主属性都不传递函数依赖于R的主关系键，则称R属于第三范式，简称3NF。

1.所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖；

2.所有的主属性对每一个不包含它的码，也是完全函数依赖；

3.没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。

若一个关系达到了第三范式，并且它只有一个候选码，或者它的每个候选码都是单属性，则该关系自然达到BC范式。

举例：

例一：

修每门课程的成绩都会有一定的名次，每门课程中每一个名次只有一个学生(即没有并列名次）。

函数依赖（S,J）决定P，（J,P）决定S;

所以（S,J）与（J,P）都可以作为候选码，这两个码由两个主属性组成，不存在非主属性，显然没有非主属性对码的传递和部分函数依赖，所以SJP属于第三范式；而且满足上面1,2,3三条，所以SJP属于BCNF；

例二：

某公司有若干个仓库；每个仓库只能有一名管理员，一名管理员只能在一个仓库中工作；一个仓库中可以存放多种物品，一种物品也可以存放在不同的仓库中。每种物品在每个仓库中都有对应的数量。

已知函数依赖集：仓库名→ 管理员，管理员→ 仓库名，（仓库名，物品名）→ 数量

码：（管理员，物品名），（仓库名，物品名）

主属性：仓库名、管理员、物品名

非主属性：数量

由于在主属性中，仓库号能够推出管理员。管理员能够推出仓库号。他们之间存在传递依赖。这是不符合bcnf的。

修改：把表格拆分，得到例如以下结果：

表一（仓库号。管理员）；表二（管理员,货物，数量）

定义：关系模式R属于1NF，对于R中的每一个非平凡多值依赖X→→Y(X不包含Y)，X都含有码，则R属于4NF。

根据4NF的定义可知，4NF所允许的非平凡的多值依赖实际上就是函数依赖，4NF就是消除表中的非平凡多值依赖关系（要求把同一表内的多对多关系消除）。

举例：

课程学生爱好

JAVA 1 VB

JAVA 1 C#

JAVA 1 BS

JAVA 2 VB

JAVA 2 C#

JAVA 2 BS

专业学生想要学习JAVA课程，那么他们需要先学习VB、C#、BS三门课，才可以选择进行JAVA课程。

存在关系：课程→学生课程→先修课

两个均是1：N的关系，当出现在一张表的时候，会出现大量的冗余。所以就我们需要分解它，减少冗余。

定义：在满足第四范式（4NF ）的基础上，消除不是由候选码所蕴含的连接依

赖。如果关系模式R 中的每一个连接依赖均由R 的候选码所隐含，则称此关系模式符合第五范式。

它的原则是： 原来的表格必须可以通过由它分离出去的表格重新构建 第五范式是在第四范式的基础上做的进一步规范化。

第四范式处理的是相互独立的多值情况，而第五范式则处理相互依赖的多值情况。

举例：

所以关系要变为 三个关系，分别是销售人员和供应商,销售人员和产品，供应商和产品如下：