說說資料庫的三範式（面試題）

第一範式（1NF）無重複的列（原子性）

第一範式（1NF）是指資料庫表的每一列都是不可分割的基本資料項目。所有的域都應該是原子性的，即資料庫表的每一列都是不可分割的原子資料項目，而不能是集合，數組，記錄等非原子資料項目。即實體中的某個屬性有多個值時，必須拆分為不同的屬性。

說明：在任何一個關聯式資料庫中，第一範式（1NF）是對關係模式的基本要求，不滿足第一範式（1NF）的資料庫就不是關聯式資料庫。

例如，如下的資料庫表是符合第一範式的：

欄位1

欄位2

欄位3

欄位4

 而這樣的資料庫表是不符合第一範式的：

欄位1

欄位2

欄位3

欄位4

 

 

欄位3.1

欄位3.2

 

 

第二範式（2NF）屬性完全依賴於主鍵

第二範式（2NF）就是非主屬性完全依賴於主關鍵字。

舉例子說明：

假定選課關係表為SelectCourse(學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學分)，關鍵字為組合關鍵字(學號, 課程名稱)，因為存在如下決定關係：

(學號, 課程名稱) → (姓名, 年齡, 成績, 學分)

這個資料庫表不滿足第二範式，因為存在如下決定關係：

(課程名稱) → (學分)

(學號) → (姓名, 年齡)

即存在組合關鍵字中的欄位決定非關鍵字的情況。

由於不符合2NF，這個選課關係表會存在如下問題：

(1) 資料冗餘：

同一門課程由n個學生選修，"學分"就重複n-1次；同一個學生選修了m門課程，姓名和年齡就重複了m-1次。

(2) 更新異常：

若調整了某門課程的學分，資料表中所有行的"學分"值都要更新，否則會出現同一門課程學分不同的情況。

(3) 插入異常：

假設要開設一門新的課程，暫時還沒有人選修。這樣，由於還沒有"學號"關鍵字，課程名稱和學分也無法記錄入資料庫。

(4) 刪除異常：

假設一批學生已經完成課程的選修，這些選修記錄就應該從資料庫表中刪除。但是，與此同時，課程名稱和學分資訊也被刪除了。很顯然，這也會導致插入異常。

符合第二範式的庫表設計應該如下：把選課關係表SelectCourse改為如下三個表：

學生：Student(學號, 姓名, 年齡)；

課程：Course(課程名稱, 學分)；

選課關係：SelectCourse(學號, 課程名稱, 成績)。

  第三範式（3NF）屬性不依賴於其它非主屬性
在1NF基礎上，任何非主屬性不依賴於其它非主屬性[在2NF基礎上消除傳遞依賴] 第三範式（3NF）是第二範式（2NF）的一個子集，即滿足第三範式（3NF）必須滿足第二範式（2NF）。簡而言之，第三範式（3NF）要求一個關係中不包含已在其它關係已包含的非主關鍵字資訊。例如，存在一個部門資訊表，其中每個部門有部門編號（dept_id）、部門名稱、部門簡介等資訊。那麼在員工資訊表中列出部門編號後就不能再將部門名稱、部門簡介等與部門有關的資訊再加入員工資訊表中。如果不存在部門資訊表，則根據第三範式（3NF）也應該構建它，否則就會有大量的資料冗餘。簡而言之，第三範式就是屬性不依賴於其它非主屬性，也就是在滿足2NF的基礎上，任何非主屬性不得傳遞依賴於主屬性。 由一下例子說明：

學生表Student（學號，姓名，年齡，性別，系別，系辦地址、系辦電話），關鍵字為單一關鍵字"學號"，因為存在如下決定關係： （學號）→ （姓名，年齡，性別，系別，系辦地址、系辦電話 但是還存在下面的決定關係 （學號） → (所在系辦）→（系辦地點，系辦電話） 即存在非關鍵字段"系辦地點"、"系辦電話"對關鍵字段"學號"的傳遞函數依賴。 它也會存在資料冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常的情況。 根據第三範式把學生關係表分為如下兩個表就可以滿足第三範式了： 學生：（學號，姓名，年齡，性別，系別）； 系別：（系別，系辦地址、系辦電話）。 上面的資料庫表就是符合1NF,2NF,3NF範式的，消除了資料冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。