MySQL之表关系与范式

关系：

　　所有的关系都是指表与表之间的关系。

　　将实体与实体的关系，反应到最终数据库表的设计上来，可以将关系分成三种：一对一，一对多（多对一）和多对多。

　　一对一：

　　一张表的一条记录一定只能与另外一张表的记录进行对应，反之亦然。

　　数据库表设计成以上形式是符合要求的。其中姓名、性别、年龄、身高、体重属于常用数据；但是婚姻、籍贯、住址、联系人属于不常用数据。如果每次查询都是查询所有数据，不常用数据就会影响效率。

　　解决方案：

　　将常用数据和不常用数据分离，分成两张表进行存储。

一个常用表中的一条记录，永远只能在一张不常用表中匹配一条记录；反过来，一个不常用表中的一天记录在常用表中也只能陪陪一条记录；一对一的关系。

　　一对多：

　　一张表中有一条记录，可以对应另外一张表中的多条记录；但反过来，另一张表中的一条记录只能对应第一张表中的一条记录；一对多或者多对一关系。

　　以上关系一个妈妈可以在多个孩子表中找到对应记录（也可能是一条）；但是在一个孩子表中，只能找到一个妈妈，这是一种典型的一对多关系。

　　在上面设计中，解决了实体的设计表问题，但是没有解决关系问题，这样孩子是找不到妈妈的，妈妈也找不到孩子，解决方案：

　　在孩子表中增加一个字段指向妈妈表，因为孩子表的记录只能匹配到一条妈妈表的记录。

　　

　　多对多：

　　　一张表中（A）的一条记录能够对应另外一张表（B）中的多条记录，同时B表中的一条记录也能对应A表中的多条记录；多对多的关系。

　　以上设计方案：实现了实体的设计，但是没有维护实体的关系。一个老师教过多个学生，一个学生也被多个老师教过。

　　解决方案：

　　在学生表中增加老师字段：不管在哪张表中增加字段，都会出现一个问题，该字段要保存多个数据，而且是与其他表有关系的字段，不符合表的设计规范。所以增加一张新表，专门维护两张表之间的关系。

　　增加中间表之后，中间表与老师表形成一对多关系，而且中间表是多表，维护了能够唯一找到老师表的关系。同样，学生表与中间表也是一个一对多的关系，一对多的关系可以匹配到关联表之间的数据。

范式（Normal Format）：

　　是一种离散数学中的知识，为了解决一种数据的存储于优化的问题，保存数据的存储之后，凡是能够通过关系寻找出来的数据，坚决不再重复存储，终极目标是为了减少数据的冗余。

　　范式是一种分层结构的规范，共分为六层，每一层都比上一层更加严格。若要满足下一层范式，前提是满足上一层范式。

　　六层范式：1NF，2NF，3NF，4NF，5NF，6NF。1NF是最底层，要求最低；6NF是最高层，要求最严格。

　　MySQL属于关系层数据库，有空间浪费，也是致力于节省存储空间，与范式所解决的问题不谋而合，在设计数据库的时候，会利用到范式来指导设计。

　　但是数据库不单是要解决空间问题，要保证效率问题；范式只为解决空间问题，所以数据库的设计又不可能完全按照范式的要求实现，一般情况下，只有前三种范式需要满足。

　　范式在数据库的设计当中是有指导意义，但不是强制规范。

　　1NF：

　　第一范式：在设计存储数据的时候，如果表中设计的字段存储的数据，在取出来使用之前还需要额外的处理（拆分），那么说明表的设计不满足第一规范。

第一范式要求字段的数据具有原子性：不可再分。

　　讲师代课时间：

上课表设计不存在问题，但是如果需求是将数据查出来之后，要求显示一个老师从什么时候开始上课，到什么时候结课，需要将代课时间进行拆分，不符合1NF，数据不具有原子性，可以再拆分。

　　解决方案：将代课时间拆分为两个字段就能解决问题。

　　

　　2NF：

　　第二范式：在数据表设计的过程中，如果有复合主键（多字段主键），且表中有字段并不是由整个主键来确定，而是依赖主键中的某个字段（主键部分），存在字段依赖主键的部分的问题，称之为部分依赖，第二范式就是要解决表设计不允许出现的部分依赖。

　　讲师代课表：

　　

之上表中：因为讲师没有办法作为独立主键，需要结合班级才能作为主键（复合主键：一个老师在一个班永远只带一个阶段的课程），代课时间，开始和结束字段都与当前的代课主键（讲师和班级），但是性别并不依赖班级，教室不依赖讲师，性别只依赖讲师，教室只依赖班级，出现了性别和教室依赖主键中的一部分，部分依赖，不符合第二范式。

　　3NF：

　　要满足第三范式，必须满足第二范式

　　第三范式理论上讲，应该在一张表中的所有字段都应该直接依赖主键（逻辑主键：代表的是业务主键），如果表设计中存在一个字段，并不直接依赖主键，而是通过某个非主键字段依赖，最终实现依赖主键，把这种不是直接依赖主键，而是依赖非主键字段的依赖关系称之为传递依赖。第三范式就是要解决传递依赖的问题。

　　上表中：性别依赖讲师存在，讲师依赖主键；教室依赖班级，班级依赖主键；性别和教室都存在传递依赖。

　　解决方案：将存在传递依赖的字段，以及依赖的字段本身单独取出，形成一个单独的表，然后再续约对应的信息的时候，使用对应的实体表的主键加进来。

　　逆规范化：

　　有时候，在设计表的时候，如果一张表中有几个字段是需要从另外的表中去获取信息。理论上讲，的确可以获取到想要的数据，但是就是效率低一点。会刻意的在某些表中，不去保存另外的主键（逻辑主键），而是直接保存想要的数据信息，这样一来，在查询数据的时候，一张表可以直接提供数据，而不需要多张表查询（效率低），但是会导致数据冗余增加。

逆规范化：磁盘利用率与效率的对抗。