SQL三大范式|极客笔记

SQL三大范式

引言

在数据库设计和开发过程中，SQL三大范式是一个重要的概念。它指的是关系数据库设计中的三个规范，用于衡量一个数据库设计是否合理和优化。本文将详细介绍SQL三大范式的概念、原理和实际应用。

什么是SQL三大范式？

SQL三大范式是关系数据库设计中的规范，它分为三个层次，分别是第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）。这些范式起初由埃德加·科德（Edgar F. Codd）在1970年提出，并成为关系数据库设计的标准。

这些范式的目的是为了减少数据冗余、提高数据结构的规范性和保证数据的一致性。当一个数据库符合第三范式时，相对于不符合范式的数据库，其查询效率更高，维护更方便。

接下来，我们将逐个介绍每个范式的概念和规则。

第一范式（1NF）

第一范式是最基本的范式，它要求数据库的每个字段都是不可再分的原子值。换句话说，每个字段不能再细分为更小的组成部分。如果一个字段具有多个值，并且这些值之间有相关性，那么应该将其拆分为单独的字段。

例如，我们有一个学生表，包含学生姓名、性别和电话号码。如果有某个学生有多个电话号码，那么我们可以将电话号码这个字段拆分为两个独立的字段，分别为电话号码1和电话号码2。

下面是一个第一范式的示例：

CREATE TABLE Students (
    student_id INT PRIMARY KEY,
    student_name VARCHAR(50),
    gender VARCHAR(10),
    phone_number1 VARCHAR(15),
    phone_number2 VARCHAR(15)
);

第二范式（2NF）

第二范式是在第一范式的基础上进一步规范化数据库结构。它要求数据库中的每个非主键字段都完全依赖于主键，而不是依赖于主键的某一部分。

例如，假设我们有一个订单表，包含订单号、商品名、商品单价和商品数量。其中订单号和商品名是联合主键，并且商品单价和商品数量只依赖于商品名。但是，我们应该将商品单价和商品数量拆分出来，以便它们直接依赖于订单号。

下面是一个第二范式的示例：

CREATE TABLE Orders (
    order_id INT,
    product_name VARCHAR(50),
    price DECIMAL(10, 2),
    quantity INT,
    PRIMARY KEY (order_id, product_name)
);

CREATE TABLE OrderDetails (
    order_id INT,
    product_name VARCHAR(50),
    PRIMARY KEY (order_id, product_name),
    FOREIGN KEY (order_id) REFERENCES Orders(order_id),
    FOREIGN KEY (product_name) REFERENCES Products(product_name)
);

CREATE TABLE Products (
    product_name VARCHAR(50) PRIMARY KEY,
    price DECIMAL(10, 2),
    quantity INT
);

第三范式（3NF）

第三范式是在第二范式的基础上进一步规范化数据库结构。它要求数据库中的每个非主键字段都不传递依赖于主键。

例如，我们有一个员工表，包含员工号、姓名、所在部门和部门地址。其中，部门地址只依赖于部门名，而不是依赖于员工号或姓名。因此，我们应该将部门地址从员工表中拆分出来，以便它直接依赖于部门名。

下面是一个第三范式的示例：

CREATE TABLE Employees (
    employee_id INT PRIMARY KEY,
    employee_name VARCHAR(50),
    department_name VARCHAR(50),
    FOREIGN KEY (department_name) REFERENCES Departments(department_name)
);

CREATE TABLE Departments (
    department_name VARCHAR(50) PRIMARY KEY,
    address VARCHAR(100)
);