数据库六大范式详解

Lamaara ·
更新时间:2024-09-21
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文章中的一些概念候选码主属性函数依赖完全函数依赖部分函数依赖传递函数依赖什么是范式范式的分类第一范式(1NF)第二范式(2NF)第三范式(3NF)巴斯-科德范式(BCNF)第四范式(4NF)第五范式(5NF) 文章中的一些概念 候选码

某一属性组的值能唯一标识一个元组,而其子集不能,则称该属性组为候选码。若一个关系中有多个候选码,则选定其中一个为主码。
例如下图所示的学生表中,学号和姓名都可以唯一标识一个元组,故该表的候选码为学号和姓名,我们可以随便选定其中一个作为主码。
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主属性

所有候选码的属性称为主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非主属性或非码属性
在上面的学生表中,学号和姓名就是该关系的主属性,年龄和性别就是非主属性。

函数依赖

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设R为任一给定的关系,如果对于R中属性X的每一个值,R中的属性Y只有唯一值与之对应,则称X函数决定Y或Y函数依赖于X,记作X——>Y。其中X称为决定因素。
通俗一点,就是给定一个X都有唯一的Y。可以理解为函数y=f(x);对于 任意的x 都有一个y,且y的取值有x决定。

例如:学号可以唯一确定一个学生的年龄、姓名等信息。

完全函数依赖

如果存在 X 属性组(注意是组,说明是联合主键)决定 唯一的 Y ,但 X 中的任一子集却不能决定唯一的 Y,则 Y 完全依赖于 X。
例如:学生的成绩由学生与课程共同决定。所以成绩完全依赖于学生与课程。

部分函数依赖

与完全函数依赖相反:如果存在 X 属性组(注意是组,说明是联合主键)决定 唯一的 Y ,且 X 中的任一子集都能能决定唯一的 Y,则 Y 部分依赖于X。
例如:在没有同名的情况下,学号与姓名都可以决定一个学生的年龄、性别等信息。

传递函数依赖

设 R 为任一给定关系, X Y Z 为其不同的属性子集,若 X —> Y 且 Y —>Z,则有 X —>Z,称为 Z 传递函数依赖于 X
例如:学号可以唯一确定一个系部,且系部可以唯一确定一个系主任。

什么是范式

范式来自英文Normal form,简称NF。要想设计—个好的关系,必须使关系满足一定的约束条件,此约束已经形成了规范,这就是我们俗称的范式。范式分成几个等级,一级比一级要求得严格。

范式的分类

目前关系数据库有六种范式:第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、巴斯-科德范式(BCNF)、第四范式(4NF)和第五范式(5NF,又称完美范式)。满足最低要求的范式是第一范式(1NF)。在第一范式的基础上进一步满足更多规范要求的称为第二范式(2NF),其余范式以次类推。一般来说,数据库只需满足第三范式(3NF)就行了。

第一范式(1NF)

强调属性的原子性。即属性不可再分。
不符合:
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符合:在这里插入图片描述

第二范式(2NF)

第二范式必须满足第一范式。
第二范式是指每个关系必须有一个(有且仅有一个)数据项作为主键,其他数据项与主键一一对应,即其他数据项完全依赖于主键。由此可知单主属性的关系均属于第二范式。
判断一个范式是否符合第二范式
在这里插入图片描述

第三范式(3NF)

非主属性既不传递依赖于码,也不部分依赖于码。
理解:即在第二范式的基础上,消除了非主属性对码的传递依赖。
比如:
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巴斯-科德范式(BCNF)

所有属性都完全依赖于码,每一个决定因素都包含码。
理解:一个满足BC范式的关系模式有:

所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖; 所有主属性对每一个不包含它的码也是完全函数依赖; 没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。

例如有关系模式C(Cno, Cname, Pcno),Cno, Cname, Pcno依次表示课程号、课程名、先修课。可知关系C只有一个码Cno,且没有任何属性对Cno部分函数依赖或传递函数依赖,所以关系C属于第三范式,同时Cno是C中的唯一决定因素,所以C也属于BC范式。

第四范式(4NF)

定义:限制关系模式的属性之间不允许有非平凡且非函数依赖的多值依赖。

理解: 显然一个关系模式是4NF,则必为BCNF。也就是说,当一个表中的非主属性互相独立时(3NF),这些非主属性不应该有多值,若有多值就违反了4NF。

第五范式(5NF)

第五范式有以下要求:
(1)必须满足第四范式;
(2)表必须可以分解为较小的表,除非那些表在逻辑上拥有与原始表相同的主键。
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。


作者:Boss-xu



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