关系数据库设计：谈谈规范化技术
文章目录
- 为什么需要规范化？
- 第一范式
- 第二范式
- 第三范式
- 反规范化
- 关于外键
- 总结
大家好，我是只谈技术不剪发的 Tony 老师。今天我们来聊聊关系数据库的规范化设计问题。本文不涉及数据库教材上晦涩难懂的各种公式，而是从实际应用出发，通过简单直白的方式介绍规范化的设计过程和常见范式。
为什么需要规范化？
很多教材和文章都是直接从第一范式开始介绍如何进行数据库设计，完全忽略了对事物前因后果的分析；从而导致我们看完之后，只知道要关系数据库要进行规范设计，但却不知道为什么要这么做。因此，我们首先来给大家介绍一下规范化之前发生了什么。
假设我们需要为某公司设计一个数据库，用于管理员工、部门、职位等相关的信息。首先从直观上考虑，可以将员工信息、所在部门以及职位信息存储到一个表中，如下图所示：
每一行数据对应一个员工的信息，包括他/她所在的部门、职位等。如果真的这么设计，我们在实际应用中很快就会发现以下各种问题：
- 数据冗余，同一个部门的信息存储了多份，这就需要占用更多的磁盘空间。另外，数据冗余有时候也可能是指在不同的表中存储了重复的信息；
- 插入异常，假如现在需要成立一个新的部门，由于还没有增加新的员工，因此无法录入这个部门的信息；
- 更新异常，如果需要修改某个部门信息，需要更新多行数据，效率低下；不小心忽略了某些记录的话，还会会导致数据不一致，尤其是当一个信息存储到多个表中时更容易出现这种情况。
- 删除异常，如果某个部门的所有员工都被删除，将会导致这个部门的信息也将不复存在；
关系数据库之父 Edgar F. Codd 显然意识到了这些问题，并且为此引入了规范化（Normalization）的设计过程。规范化使用范式（normal form）来定义和衡量，范式就是数据库设计时遵循的一种标准级别。Codd 最早提出了第一范式（1NF）、第二范式（2NF）以及第三范式（3NF），每个范式都基于前面的范式定义，例如第二范式需要先满足第一范式。
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