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基于3NF范式的数据表设计

范式

在关系型数据库设计中，遵循不同的规范可以设计出合理的关系型数据库。这些规范被称为不同的范式，其中越高的范式通常意味着数据库的冗余越小。目前关系数据库有六种范式，分别是第一范式(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，又称完美范式)。一般来说，只需满足第三范式(3NF)即可。

第三范式

第三范式(3NF)是建立在第二范式(2NF)基础上的进一步规范。2NF要求所有非主属性都完全依赖于任何一个候选码。而3NF则进一步要求，除了这些完全依赖的属性外，任何非主属性也不能传递依赖于候选码。简单来说，3NF要求每个非主属性既不传递依赖于主属性，也不部分依赖于主属性。

定义方面，设关系模式R<U,F>属于1NF，若R中不存在这样的属性组Y和非主属性Z，使得X->Y，Y->Z成立，其中Z不包含Y，且Y推不出X，则R<U,F>属于3NF。换句话说，3NF要求每个非主属性既不传递依赖于主属性，也不部分依赖于主属性。

举个例子

考虑学生表的设计。假设学生表有以下字段：学号、姓名、年龄、所在学院、学院地点、学院电话。从学号可以推出姓名、年龄、所在学院等字段。然而，学院地点和学院电话对学号的传递依赖关系存在，这意味着从学院地点或学院电话也能间接推出学号。这种情况违反了3NF，因为存在非主属性的传递依赖。

为了改进，我们可以将学生表拆分为两个表：

学生表：学号、姓名、年龄、所在学院

学院表：学院、地点、电话

在这种情况下，学生表中的非主属性（如年龄）完全依赖于主属性（学号），而学院表中的非主属性（如地点、电话）也完全依赖于主属性（学院）。此时，数据库既符合2NF，又符合3NF，数据冗余得到了有效消除，更新异常、插入异常和删除异常也得到了解决。

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