引言數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)范式是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)所需要滿足的規(guī)范，滿足這些規(guī)范的數(shù)據(jù)庫是簡潔的、結(jié)構(gòu)明晰的，同時(shí)，不會(huì)發(fā)生插入(insert)、刪除(delete)和更新(update)操作異常。反之則是亂七八糟，不僅給數(shù)據(jù)庫的編程人員制造麻煩，而且面目可憎，可能存儲(chǔ)了大量不需要的冗余信息。

設(shè)計(jì)范式是不是很難懂呢？非也，大學(xué)教材上給我們一堆數(shù)學(xué)公式我們當(dāng)然看不懂，也記不住。所以我們很多人就根本不按照范式來設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。

實(shí)質(zhì)上，設(shè)計(jì)范式用很形象、很簡潔的話語就能說清楚，道明白。本文將對(duì)范式進(jìn)行通俗地說明，并以筆者曾經(jīng)設(shè)計(jì)的一個(gè)簡單論壇的數(shù)據(jù)庫為例來講解怎樣將這些范式應(yīng)用于實(shí)際工程。

范式說明

第一范式(1NF)：數(shù)據(jù)庫表中的字段都是單一屬性的，不可再分。這個(gè)單一屬性由基本類型構(gòu)成，包括整型、實(shí)數(shù)、字符型、邏輯型、日期型等。

例如，如下的數(shù)據(jù)庫表是符合第一范式的：

字段1

字段2

字段3

字段4

而這樣的數(shù)據(jù)庫表是不符合第一范式的：

字段1

字段2

字段3

字段4

字段3.1

字段3.2

很顯然，在當(dāng)前的任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫，因?yàn)檫@些DBMS不允許你把數(shù)據(jù)庫表的一列再分成二列或多列。因此，你想在現(xiàn)有的DBMS中設(shè)計(jì)出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫都是不可能的。

第二范式(2NF)：數(shù)據(jù)庫表中不存在非關(guān)鍵字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的部分函數(shù)依賴(部分函數(shù)依賴指的是存在組合關(guān)鍵字中的某些字段決定非關(guān)鍵字段的情況)，也即所有非關(guān)鍵字段都完全依賴于任意一組候選關(guān)鍵字。

假定選課關(guān)系表為SelectCourse(學(xué)號(hào), 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學(xué)分)，關(guān)鍵字為組合關(guān)鍵字(學(xué)號(hào), 課程名稱)，因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：

(學(xué)號(hào), 課程名稱) → (姓名, 年齡, 成績, 學(xué)分)

這個(gè)數(shù)據(jù)庫表不滿足第二范式，因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：

(課程名稱) → (學(xué)分)

(學(xué)號(hào)) → (姓名, 年齡)

即存在組合關(guān)鍵字中的字段決定非關(guān)鍵字的情況。

由于不符合2NF，這個(gè)選課關(guān)系表會(huì)存在如下問題：

(1) 數(shù)據(jù)冗余：

同一門課程由n個(gè)學(xué)生選修，"學(xué)分"就重復(fù)n-1次；同一個(gè)學(xué)生選修了m門課程，姓名和年齡就重復(fù)了m-1次。

(2) 更新異常：

若調(diào)整了某門課程的學(xué)分，數(shù)據(jù)表中所有行的"學(xué)分"值都要更新，否則會(huì)出現(xiàn)同一門課程學(xué)分不同的情況。

(3) 插入異常：

假設(shè)要開設(shè)一門新的課程，暫時(shí)還沒有人選修。這樣，由于還沒有"學(xué)號(hào)"關(guān)鍵字，課程名稱和學(xué)分也無法記錄入數(shù)據(jù)庫。

(4) 刪除異常：

假設(shè)一批學(xué)生已經(jīng)完成課程的選修，這些選修記錄就應(yīng)該從數(shù)據(jù)庫表中刪除。但是，與此同時(shí)，課程名稱和學(xué)分信息也被刪除了。很顯然，這也會(huì)導(dǎo)致插入異常。

把選課關(guān)系表SelectCourse改為如下三個(gè)表：

學(xué)生：Student(學(xué)號(hào), 姓名, 年齡)；

課程：Course(課程名稱, 學(xué)分)；

選課關(guān)系：SelectCourse(學(xué)號(hào), 課程名稱, 成績)。

這樣的數(shù)據(jù)庫表是符合第二范式的，消除了數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常。

另外，所有單關(guān)鍵字的數(shù)據(jù)庫表都符合第二范式，因?yàn)椴豢赡艽嬖诮M合關(guān)鍵字。

總結(jié)

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