戏谈数据库三范式，数据库范式
数据库三范式想必大家并不陌生，官方的解释很抽象，初学者比较难理解。对于这块知识，我是看了会，会了忘，忘了再看。每当别人问我的时候，必须先看看教材，回顾一段时间才能理清。
为什么当别人提问时不能立马把三范式的经典思想说出来呢？通过听米老师的“如何高效学习”这堂课，我发现原因是我自己没有融入到三范式中，三范式没有和自己发生关系。下面，我用三个有趣的小故事帮助大家快速、深刻的理解三范式的含义。
第一范式，官方解释：关系模式R的每个关系r的属性值都是不可分的原子值。这个官方解释还不算太难，比如我们想把“电话号码”作为数据库字段，在“电话号码”下面又分“手机号码”和“座机号码”，这就违反了第一范式，用我的话说就是“把事说清了”。你只说“电话号码”，我知道你说的是“手机号码”还是“座机号码”？
第二范式，官方解释：非主属性必须完全函数依赖于R的主关系键。怎么样，有点晕了吧！比如：在SCD表中，有字段SNO，SN，Age，Dept，MN，CNo，Score。知道SNo可以确定SN、Age、Dept、MN，知道SNo、CNo可以确定Score。这个事好比土匪们选大哥，小弟SN、Age、Dept、MN选举SNo当土匪头子，Score选举SNo、CNo两个人共同当土匪头子。结果意见达不成一致，土匪们闹分裂，一句话“只要有一个人不同意，这事就不能通过”。大哥SNo带着小弟SN、Age、Dept、MN成立土匪旗号SD，大哥SNo又和CNo带着小弟Score合伙成立土匪旗号SC，到此，故事告一段落。
第三范式，官方解释：每个非主属性都不传递函数依赖于R的主关系键。这个怎么样，彻底晕了吧！比如：在SD表中，知道SNo可以确定Dept，知道Dept可以确定MN(系主任名)。这事咱接着上面第二范式的土匪故事接着讲，大哥SNo有小弟SN、Age、Dept、MN，但Dept特别有才，又把MN招为自己的小弟，天天忽悠MN，给MN灌输反动思想，终于有一天Dept带着MN独立了，成立了土匪旗号D。大哥SNo感觉SD已经不完整了，把土匪旗号改为S。SNo经过这次教训，决定下道命令：“一个人只能扮演一个角色”，否则就是不符合三范式，造成关系模式分解。
到此故事讲完了，想必通过这个小故事，大家肯定把三范式的精髓深深的刻在了脑中。
关系数据库的几种设计范式介绍
1、第一范式（1NF）
在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。
所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。例如，对于图3-2 中的员工信息表，不能将员工信息都放在一列中显示，也不能将其中的两列或多列在一列中显示；员工信息表的每一行只表示一个员工的信息，一个员工的信息在表中只出现一次。简而言之，第一范式就是无重复的列。
2、第二范式（2NF）
第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被唯一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。如图3-2 员工信息表中加上了员工编号（emp_id）列，因为每个员工的员工编号是唯一的，因此每个员工可以被唯一区分。这个唯一属性列被称为主关键字或主键、主码。
第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。简而言之，第二范式就是非主属性非部分依赖于主关键字。
3、第三范式（3NF）
满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。例如，存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门简介等信息。那么在图3-2的员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（3NF）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。
通俗地理解三个范式，对于数据库设计大有好处。在数据库设计中，为了更好地应用三个范式，就必须通俗地理解三个范式(通俗地理解是够用的理解，并不是最科学最准确的理解)：
第一范式：1NF是对属性的原子性约束，要求属性具有原子性，不可再分解；
第二范式：2NF是对记录的惟一性约束，要求记录有惟一标识，即实体的惟一性；
第三范式：3NF是对字段冗余性的约束，即任何字段不能由其他字段派生出来，它要求字段没有冗余。
没有冗余的数据库设计可以做到。但是，没有冗余的数据库未必是最好的数据库，有时为了提高运行效率，就必须降低范式标准，适当保留冗余数据。具体做法是： 在概念数据模型设计时遵守第三范式，降低范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑。降低范式就是增加字段，允许冗余。