數據庫范式是數據庫設計中必不可少的知識，沒有對范式的理解，就無法設計出高效率、優雅的數據庫。甚至設計出錯誤的數據庫。而想要理解并掌握范式卻并不是那么容易。教科書中一般以關系代數的方法來解釋數據庫范式。這樣做雖然能夠十分準確的表達數據庫范式，但比較抽象，不太直觀，不便于理解，更難以記憶。       本文用較為直白的語言介紹范式，旨在便于理解和記憶，這樣做可能會出現一些不精確的表述。但對于初學者應該是個不錯的入門。我寫下這些的目的主要是為了加強記憶，其實我也比較菜，我希望當我對一些概念生疏的時候，回過頭來看看自己寫的筆記，可以快速地進入狀態。如果你發現其中用錯誤，請指正。       下面開始進入正題：一、基礎概念       要理解范式，首先必須對知道什么是關系數據庫，如果你不知道，我可以簡單的不能再簡單的說一下：關系數據庫就是用二維表來保存數據。表和表之間可以……（省略10W字）。然后你應該理解以下概念：·      實體：現實世界中客觀存在并可以被區別的事物。比如“一個學生”、“一本書”、“一門課”等等。值得強調的是這里所說的“事物”不僅僅是看得見摸得著的“東西”，它也可以是虛擬的，不如說“老師與學校的關系”。

·      屬性：教科書上解釋為：“實體所具有的某一特性”，由此可見，屬性一開始是個邏輯概念，比如說，“性別”是“人”的一個屬性。在關系數據庫中，屬性又是個物理概念，屬性可以看作是“表的一列”。

·      元組：表中的一行就是一個元組。

·      分量：元組的某個屬性值。在一個關系數據庫中，它是一個操作原子，即關系數據庫在做任何操作的時候，屬性是“不可分的”。否則就不是關系數據庫了。

·      碼：表中可以唯一確定一個元組的某個屬性（或者屬性組），如果這樣的碼有不止一個，那么大家都叫候選碼，我們從候選碼中挑一個出來做老大，它就叫主碼。

·      全碼：如果一個碼包含了所有的屬性，這個碼就是全碼。

·      主屬性：一個屬性只要在任何一個候選碼中出現過，這個屬性就是主屬性。

·      非主屬性：與上面相反，沒有在任何候選碼中出現過，這個屬性就是非主屬性。

·      外碼：一個屬性（或屬性組），它不是碼，但是它別的表的碼，它就是外碼。

二、6個范式好了，上面已經介紹了我們掌握范式所需要的全部基礎概念，下面我們就來講范式。首先要明白，范式的包含關系。一個數據庫設計如果符合第二范式，一定也符合第一范式。如果符合第三范式，一定也符合第二范式…第一范式（1NF）：屬性不可分。在前面我們已經介紹了屬性值的概念，我們說，它是“不可分的”。而第一范式要求屬性也不可分。那么它和屬性值不可分有什么區別呢？給一個例子：

Ps：這個表中，屬性值“分”了。

Ps：這個表中，屬性 “分”了。這兩種情況都不滿足第一范式。不滿足第一范式的數據庫，不是關系數據庫！所以，我們在任何關系數據庫管理系統中，做不出這樣的“表”來。第二范式（2NF）：符合1NF，并且，非主屬性完全依賴于碼。聽起來好像很神秘，其實真的沒什么。一個候選碼中的主屬性也可能是好幾個。如果一個主屬性，它不能單獨做為一個候選碼，那么它也不能確定任何一個非主屬性。給一個反例：我們考慮一個小學的教務管理系統，學生上課指定一個老師，一本教材，一個教室，一個時間，大家都上課去吧，沒有問題。那么數據庫怎么設計？（學生上課表）

一個學生上一門課，一定在特定某個教室。所以有（學生，課程）－>教室一個學生上一門課，一定是特定某個老師教。所以有（學生，課程）－>老師一個學生上一門課，他老師的職稱可以確定。所以有（學生，課程）－>老師職稱一個學生上一門課，一定是特定某個教材。所以有（學生，課程）－>教材一個學生上一門課，一定在特定時間。所以有（學生，課程）－>上課時間因此（學生，課程）是一個碼。然而，一個課程，一定指定了某個教材，一年級語文肯定用的是《小學語文1》，那么就有課程－>教材。（學生，課程）是個碼，課程卻決定了教材，這就叫做不完全依賴，或者說部分依賴。出現這樣的情況，就不滿足第二范式！有什么不好嗎？你可以想想：1、校長要新增加一門課程叫“微積分”，教材是《大學數學》，怎么辦？學生還沒選課，而學生又是主屬性，主屬性不能空，課程怎么記錄呢，教材記到哪呢? ……郁悶了吧?(插入異常)2、下學期沒學生學一年級語文（上）了，學一年級語文（下）去了，那么表中將不存在一年級語文（上），也就沒了《小學語文1》。這時候，校長問：一年級語文（上）用的什么教材?。俊魫灹税?(刪除異常)3、校長說：一年級語文（上）換教材，換成《大學語文》。有10000個學生選了這么課，改動好大??！改累死了……郁悶了吧？（修改異常）那應該怎么解決呢？投影分解，將一個表分解成兩個或若干個表

學生上課表新

課程的表  

第三范式（3NF）：符合2NF，并且，消除傳遞依賴上面的“學生上課表新”符合2NF，可以這樣驗證：兩個主屬性單獨使用，不用確定其它四個非主屬性的任何一個。但是它有傳遞依賴！在哪呢？問題就出在“老師”和“老師職稱”這里。一個老師一定能確定一個老師職稱。有什么問題嗎？想想：1、老師升級了，變教授了，要改數據庫，表中有N條，改了N次……（修改異常）2、沒人選這個老師的課了，老師的職稱也沒了記錄……（刪除異常）3、新來一個老師，還沒分配教什么課，他的職稱記到哪？……（插入異常）那應該怎么解決呢？和上面一樣，投影分解：

BC范式（BCNF）：符合3NF，并且，主屬性不依賴于主屬性若關系模式屬于第一范式，且每個屬性都不傳遞依賴于鍵碼，則R屬于BC范式。 通常BC范式的條件有多種等價的表述：每個非平凡依賴的左邊必須包含鍵碼；每個決定因素必須包含鍵碼。 BC范式既檢查非主屬性，又檢查主屬性。當只檢查非主屬性時，就成了第三范式。滿足BC范式的關系都必然滿足第三范式。 還可以這么說：若一個關系達到了第三范式，并且它只有一個候選碼，或者它的每個候選碼都是單屬性，則該關系自然達到BC范式。

一般，一個數據庫設計符合3NF或BCNF就可以了。在BC范式以上還有第四范式、第五范式。

第四范式（4NF）

1． 定義

第四范式需要滿足以下要求：

（1）       必須滿足第三范式

（2）       表中不能包含一個實體的兩個或多個互相獨立的多值因子。

2． 說明

     顯然，第四范式也是一個比第三范式嚴格的范式。

     第四范式的意思是：當一個表中的非主屬性互相獨立時（3NF），這些非主屬性不應該有多值。若有多值就違反了第四范式。定義比較抽象，可以參照下面的例子理解。

3． 舉例

有這樣一個用戶聯系方式表TELEPHONE(CUSTOMERID,PHONE,CELL)。 CUSTOMERID為用戶ID,PHONE為用戶的固定電話,CELL為用戶的移動電話。

      本來，這是一個非常簡單的第3范式表。主鍵為CUSTOMERID，不存在傳遞依賴。但在某些情況下，這樣的表還是不合理的。比如說，用戶有兩個固定電話，兩個移動電話。這時，表的具體表示如下：

      由于PHONE和CELL是互相獨立的，而有些用戶又有兩個和多個值。這時此表就違反第四范式。

      在這種情況下，此表的設計就會帶來很多維護上的麻煩。例如，如果用戶放棄第一行的固定電話和第二行的移動電話，那么這兩行會合并嗎？等等

      解決問題的方法為，設計一個新表NEW_PHONE(CUSTOMERID,NUMBER,TYPE).這樣就可以對每個用戶處理不同類型的多個電話號碼，而不會違反第四范式。

4． 應用

顯然，第四范式的應用范圍比較小，因為只有在某些特殊情況下，要考慮將表規范到第四范式。所以在實際應用中，一般不要求表滿足第四范式。

第五范式（5NF）

1． 定義

第五范式有以下要求：

（1）       必須滿足第四范式

（2）       表必須可以分解為較小的表，除非那些表在邏輯上擁有與原始表相同的主鍵。

2． 說明

第五范式是在第四范式的基礎上做的進一步規范化。

第四范式處理的是相互獨立的多值情況，而第五范式則處理相互依賴的多值情況。

3． 舉例

有一個銷售信息表SALES（SALEPERSON，VENDOR，PRODUCT）。SALEPERSON代表銷售人員，VENDOR代表供和商，PRODUCT則代表產品。

在某些情況下，這個表中會產生一些冗余。可以將表分解為PERSON_VENDOR表（SALEPERSON，VENDOR）；PERSON_PRODUCT表（SALEPERSON，PRODUCT）；VENDOR-_PRODICT表（VENDOR，PRODUCT）。

4． 應用

第五范式的應用就更少了，很多時候，我認為分解為第五范式是完全沒必要的。可能在某些情況下會有意義吧。不懂。。。

總結：

   總之，規范化的過程就是在數據庫表設計時移除數據冗余的過程。隨著規范化的進行，數據冗余越來越少，但數據庫的效率也越來越低。

   這就要求你在數據庫設計中，能結合實際應用的性能要求，規范到合適的范式。一般情況下，如何性能允許的話，都要求規范到第三范式的。