数据库系列6：数据库的6个范式
如果要设计好数据库，首先是表结构设计要合理，这其实隐含了数据库的范式的内容，但是我们不会刻意去遵守范式的要求，正如我们的代码包含设计模式，但是为优先考虑业务需要，而不是规范的模式。
数据库有6个范式，主要用来指导数据库设计的，很多原则感觉是习以为常的，但是在实际中不怎么提到，而是会根据实际情况设计自己满意的表结构，但是这个还是需要梳理一下的，方便指导实际开发，否则自己可能很快就不满意了。
与设计模式不同的是，这些范式从1到5要求是逐步提高的。
从低到高主要有：1NF、2NF、3Nf、BCNF、4NF、5NF。
1NF 第一范式
强调属性的原子性约束，要求属性具有原子性，不可再分解。
举例：
学生表(学号、姓名、年龄、性别、地址)。地址可以细分为国家、省份、城市、市区、街道，那么该模式就没有达到第一范式。
第一范式存在问题：冗余度大、会引起修改操作的不一致性、数据插入异常、数据删除异常。
当然这个是相对的，一般地址就是一条字符串，这么写也是大部分场景都用的，如果要细究，则可以考虑再分。
2NF 第二范式
第二范式，强调记录的唯一性约束，数据表必须有一个主键，并且没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
举例：
版本表（版本编码，版本名称，产品编码，产品名称），其中主键是（版本编码，产品编码），这个场景中，数据库设计并不符合第二范式，因为产品名称只依赖于产品编码。存在部分依赖。所以，为了使其满足第二范式，可以改造成两个表：版本表（版本编码，产品编码）和产品表（产品编码，产品名称）
3NF 第三范式
第三范式，强调数据属性冗余性的约束，也就是非主键列必须直接依赖于主键。也就是消除了非主属性对码的传递函数依赖。
举例：
订单表（订单编码，顾客编码，顾客名称），其中主键是（订单编码），这个场景中，顾客编码、顾客名称都完全依赖于主键，因此符合第二范式，但顾客名称依赖于顾客编码，从而间接依赖于主键，所以不能满足第三范式。如果要满足第三范式，需要拆分为两个表：订单表（订单编码，顾客编码）和顾客表（顾客编码，顾客名称）。
说明：3NF的模式肯定满足2NF。产生冗余和异常的两个重要原因是部分依赖和传递依赖。3NF模式中不存在非主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖，性能较好。1NF、2NF一般不适合作为数据库模式，通常需要转换为3NF或者更高级别的范式，这种变换过程称为关系模式规范化处理。
BCNF范式
属于修正的第三范式，是防止主键的某一列会依赖于主键的其他列。当3NF消除了主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖称为BCNF。
特性：
1、所有主属性对每一个码都是完全函数依赖
2、所有主属性对每一个不包含它的码，也是完全函数依赖
3、没有任何属性完全函数依赖与非码的任何一组属性
举例：库存表（仓库名，管理员名，商品名，数量），主键为（仓库名，管理员名，商品名），这是满足前面三个范式的，但是仓库名和管理员名之间存在依赖关系，因此删除某一个仓库，会导致管理员也被删除，这样就不满足BCNF。
4NF 第四范式
非主属性不应该有多值。如果有多值就违反了第四范式。4NF是限制关系模式的属性间不允许有非平凡且非函数依赖的多值依赖。
举例：用户联系方式表（用户id，固定电话，移动电话），其中用户id是主键，这个满足了BCNF,但是一个用户有可能会有多个固定电话或者多个移动电话，那么这种设计就不合理，应该改为（用户id，联系方式类型，电话号码）。
说明：如果只考虑函数依赖，关系模式规范化程度最高的范式是BCNF；如果考虑多值依赖则是4NF。
5NF 第五范式
第五范式属于最终范式，消除了4NF中的连接依赖，第五范式需要满足以下要求：
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。
一般实际应用中不必考虑第五范式。
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