MySQL 数据库使用范式规范说明

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### 1. 范式介绍
__范式全称：__Normal Format

#### 1.1 范式是什么
范式：是一种离散数学中的知识，是为了解决一种数据的存储与优化的问题，保存数据的存储之后，凡是能通过关系寻找出来的数据，坚决不再重复存储，终极目标是为了减少数据的冗余

范式：是一种分层结构的规范，分为六层，每一层都比上一层更加严格，若要满足下一层范式，前提是满足上一层范式，六层范式分别是，1NF、2NF、3NF、……、6NF，1NF是最低层，要求最低，6NF是最高层，要求最严格

#### 1.2 MySQL数据库与范式的关联
MySQL数据库也是致力于节省存储空间，与范式所解决的问题不谋而合，在设计数据库的时候，可以利用到范式来指导设计，但是数据库不单是解决空间问题，还要保证效率问题，范式只解决空间问题，所有数据库的设计又不可能完全按照范式的要求实现，一般情况下，只有前三种范式需要满足，MySQL使用范式规范设计，只是一种参考意义，并不是强制的规范

#### 1.3 第一范式 1NF
第一范式：在设计表存储数据的时候，如果表中设计的字段存储的数据，在取出使用之前还需要额外的处理，例如拆分字段数据，那么说表的设计不满足第一范式，第一范式要求字段的数据具有原子性，原子性表示不可再分，下表的设计就违反了第一范式

|姓名|性别|职务|任职时间（开始时间-结束时间）|
|--|--|--|--|
|曹操|男|丞相|1922-10-01，1966-08-01|
|刘表|男|荆州牧|1913-11-05，1926-02-21|
|何进|男|大将军|1911-06-15，1916-03-11|

上表设计不存在问题，但如果`需求要求`数据查出来之后，需要拆分任职时间，分开展示开始时间和结束时间，那么这样的设计，数据就不具有原子性，也就违反了1NF，解决办法就是将任职时间字段进行差分，如下表

|姓名|性别|职务|任职开始时间|任职结束时间|
|--|--|--|--|--|
|曹操|男|丞相|1922-10-01|1966-08-01|
|刘表|男|荆州牧|1913-11-05|1926-02-21|
|何进|男|大将军|1911-06-15|1916-03-11|

#### 1.3 第二范式 2NF
第二范式：在数据表设计过程中，如果有复合主键（多字段主键），且表中有字段并不是由整个主键来确定，而是依赖主键中的某个字段（主键的部分），存在字段依赖主键的部分的问题，称之为部分依赖，第二范式就是要解决表设计中可能存在的部分依赖，下表的设计就违反了第二范式

|姓名|性别|职务|任职开始时间|任职结束时间|
|--|--|--|--|--|
|曹操|男|丞相|1922-10-01|1966-08-01|
|曹操|男|魏王|1952-10-01|1966-08-01|
|董卓|男|丞相|1913-11-05|1926-02-21|
|何进|男|大将军|1911-06-15|1916-03-11|

上表中，姓名无法作为主键，需要与职务结合才能作为主键，也就形成了复合主键，而当前表中的任职开始时间和任职结束时间都依赖主键，但性别只依赖姓名，出现了性别只依赖主键中的一部分，即产生了部分依赖，不符合第二范式

解决办法：

+ 可以将性别与姓名拆分成新表
+ 取消符合主键，使用逻辑主键，例如创建一个新的字段id作为主键

|id|姓名|性别|职务|任职开始时间|任职结束时间|
|--|--|--|--|--|--|
|1|曹操|男|丞相|1922-10-01|1966-08-01|
|2|曹操|男|魏王|1952-10-01|1966-08-01|
|3|董卓|男|丞相|1913-11-05|1926-02-21|
|4|何进|男|大将军|1911-06-15|1916-03-11|

#### 1.4 第三范式 3NF
第三范式：理论上讲，应该一张表中的所有字段都应该直接依赖主键，逻辑主键除外，如果表设计中存在一个字段，并不是直接依赖主键，而是通过某个非主键字段依赖，最终实现依赖主键，把这种依赖方式称之为传递依赖，第三范式就是要解决传递依赖的问题

以上设计方案中，性别依赖姓名存在，姓名依赖主键，这里的主键id还是逻辑主键，它代表了性别和职务的复合主键，等于说姓名是主键的一部分，这样看性别就存在传递依赖的现象

解决办法：将存在传递依赖的字段，以及依赖的字段本身单独取出，形成一个单独的表，然后在需要对应的信息的时候，使用对应的实体表主键进行关联，例如将上面的表分成下面的两个表

|id|userId|职务|任职开始时间|任职结束时间|
|--|--|--|--|--|--|
|1|1|丞相|1922-10-01|1966-08-01|
|2|1|魏王|1952-10-01|1966-08-01|
|3|2|丞相|1913-11-05|1926-02-21|
|4|3|大将军|1911-06-15|1916-03-11|

|userId|姓名|性别|
|--|--|--|--|
|1|曹操|男|
|2|董卓|男|
|3|何进|男|

#### 1.5 逆规范化
逆规范化：磁盘利用效率与查询效率的对抗，如果满足第三范式，需要拆分出多张表，而这些表的数据量又比较的大，连表查询影响到查询的效率时，可以逆规范化，采用数据冗余的方式来提高查询的效率，例如上面几张表，可以在表中添加姓名冗余字段，性别不是查询需求

|id|姓名|职务|任职开始时间|任职结束时间|
|--|--|--|--|--|--|
|1|曹操|丞相|1922-10-01|1966-08-01|
|2|曹操|魏王|1952-10-01|1966-08-01|
|3|董卓|丞相|1913-11-05|1926-02-21|
|4|何进|大将军|1911-06-15|1916-03-11|