数据库范式例题

在数据库设计中，范式是一个重要的概念。范式是一组规则，用于规范关系型数据库中表的设计。较高级别的范式会进一步规范关系型数据库的表，从而提高表的规范化程度，减少数据冗余，增加数据的完整性和一致性。本文将通过一个例题，从多个角度来探讨范式的应用。

范式的级别

范式共有6个级别：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式（4NF）和第五范式（5NF）。下面我们将通过一个例题来说明。

假设有一个学生选课的数据库，其中包括三个表：

- 学生表（Student）：学生编号（student_id）、学生姓名（name）、年龄（age）

- 课程表（Course）：课程编号（course_id）、课程名称（name）、教师编号（teacher_id）、学分（credit）

- 选课表（Selection）：学生编号、课程编号、成绩（score）

第一范式

第一范式的规定是“属性不可再分”，即每一列的值都是原子性的，不可再分。我们可以发现上述数据库的三个表都满足了第一范式的要求。

第二范式

第二范式的规定是“每个非主属性都完全依赖于主键”，即每个表都应当有一个主键，非主属性只能依赖于主键。在上述例子中，学生表的主键是学生编号（student_id），课程表的主键是课程编号（course_id），选课表由学生编号（student_id）和课程编号（course_id）构成的复合主键。其中，选课表中成绩（score）只依赖于复合主键，因此该表也已经满足第二范式的要求。

第三范式

第三范式的规定是“非主属性不传递依赖于主键”，即非主属性不能依赖于非主属性，只能依赖于主键。在上述例子中，课程表的教师编号（teacher_id）只依赖于课程编号（course_id），因此不满足第三范式的要求。为了满足第三范式的要求，可以将课程编号（course_id）和教师编号（teacher_id）分别放在两个表中，形成关于课程和教师的两个表。这样，如果教师编号发生变化，只需要修改教师表，而不需要在多处修改课程表。

巴斯-科德范式（BCNF）

一些数据库学者认为BCNF比第三范式更高级，是在第三范式的基础上进一步规范完整性约束。在上述例子中，存在一个函数依赖关系：课程编号（course_id）->课程名称（name）、学分（credit）、教师编号（teacher_id）。因此，该表不满足BCNF要求。

第四范式和第五范式

第四范式和第五范式相对较少使用，一般只在大型数据库中使用。第四范式的规定是“没有多值依赖”，即每个属性都唯一。第五范式的规定是“没有逆转依赖”，即没有非主属性依赖于非主属性。这些规则都更加严格，一般不常用。