【进阶】数据库规范化：理论与实践

# 2.1.1 1NF 的定义和好处

第一范式（1NF）是数据库规范化的基础，它要求表中的每一列都不可再分，即每一列都代表一个不可分割的原子值。

1NF 的好处包括：

- 减少数据冗余：通过将不可分割的数据存储在不同的列中，可以避免数据重复。
- 提高数据一致性：确保表中的每一行都包含完整且一致的数据。
- 增强数据查询和更新效率：由于数据组织良好，查询和更新操作可以更有效地执行。

# 2. 数据库规范化实践技巧

数据库规范化是数据库设计中至关重要的一步，它可以确保数据库的完整性、一致性和可维护性。本章将介绍数据库规范化的实践技巧，包括第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）以及它们之间的关系和转换方法。

### 2.1 第一范式（1NF）

#### 2.1.1 1NF 的定义和好处

第一范式（1NF）要求数据库中的每个表都必须满足以下条件：

* 每个表中的每一行都必须唯一标识一个实体。
* 每个表中的每一列都必须包含有关该实体的单个属性。
* 每个表中的每个单元格都必须包含单个值。

遵守 1NF 的好处包括：

* 避免数据冗余，从而减少存储空间和维护成本。
* 提高数据的一致性，因为每个属性只存储在表中的一列中。
* 增强数据检索的效率，因为可以快速定位特定属性的值。

#### 2.1.2 1NF 的转换方法

将表转换为 1NF 的步骤如下：

1. 识别表中重复的列。
2. 将重复的列拆分为单独的表。
3. 在原始表中添加外键列，以连接新表。

**示例：**

考虑以下违反 1NF 的表：

CREATE TABLE 订单 (
    订单编号 INT PRIMARY KEY,
    客户名称 VARCHAR(255),
    产品名称 VARCHAR(255),
    数量 INT,
    单价 DECIMAL(10, 2),
    总价 DECIMAL(10, 2)
);

该表违反 1NF，因为 "产品名称" 和 "单价" 列对于每个订单行都是重复的。为了转换为 1NF，可以将这些列拆分为单独的表：

CREATE TABLE 产品 (
    产品编号 INT PRIMARY KEY,
    产品名称 VARCHAR(255),
    单价 DECIMAL(10, 2)
);

CREATE TABLE 订单明细 (
    订单编号 INT,
    产品编号 INT,
    数量 INT,
    总价 DECIMAL(10, 2),
    PRIMARY KEY (订单编号, 产品编号),
    FOREIGN KEY (订单编号) REFERENCES 订单(订单编号),
    FOREIGN KEY (产品编号) REFERENCES 产品(产品编号)
);

### 2.2 第二范式（2NF）

#### 2.2.1 2NF 的定义和好处

第二范式（2NF）在 1NF 的基础上增加了以下要求：

* 表中的每个非主键列都必须完全依赖于表的主键。
* 表中的每个非主键列不能依赖于其他非主键列。

遵守 2NF 的好处包括：

* 进一步减少数据冗余，因为非主键列不再依赖于其他非主键列。
* 提高数据更新的效率，因为更新主键不会级联更新其他非主键列。
* 增强数据完整性，因为非主键列的值不会因其他非主键列的值更改而更改。

#### 2.2.2 2NF 的转换方法

将表转换为 2NF 的步骤如下：

1. 识别表中不完全依赖于主键的非主键列。
2. 将这些列拆分为单独的表。
3. 在原始表中添加外键列，以连接新表。

**示例：**

考虑以下违反 2NF 的表：

CREATE TABLE 订单 (
    订单编号 INT PRIMARY KEY,
    客户名称 VARCHAR(255),
    产品名称 VARCHAR(255),
    数量 INT,
    单价 DECIMAL(10, 2