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3NF讲解
3NF（第三范式）是数据库设计中的一种规范化方法，目的是消除数据冗余和避免数据异常。它帮助数据库保持高效，灵活和一致性。理解3NF的关键点在于它依赖于前两个范式（1NF和2NF）的基础。
1. 第一范式（1NF）：确保数据表格中的每一列都具有原子性。
- 原子性：每个单元格只存储单一的值，不能由重复的值或多值。
示例：一个表格中，存储每个订单的商品数据，不应存储多个商品名称在同一列。
| 订单号 | 商品名称 |
|---|---|
| 001 | 苹果,香蕉 |
| 002 | 橙子,苹果 |
改进后（1NF）：
| 订单号 | 商品名称 |
|---|---|
| 001 | 苹果 |
| 001 | 香蕉 |
| 002 | 橙子 |
| 002 | 苹果 |
2. 第二范式（2NF）：在1NF的基础上，确保所有非主属性完全依赖于主键。
- 完全依赖：即所有非主键列应该完全依赖于主键列，而不是部分依赖。也就是说，主键是复合键时，非主键字段不能只依赖于主键的其中一部分。
示例：假设有一个表格，存储学生成绩信息，表中同时包含了学生的基本信息和成绩信息。
| 学生ID | 课程ID | 学生姓名 | 课程名称 | 成绩 |
|---|---|---|---|---|
| 1001 | 101 | 张三 | 数学 | 95 |
| 1001 | 102 | 张三 | 语文 | 88 |
| 1002 | 101 | 李四 | 数学 | 90 |
这个表中，学生姓名和课程名称与主键（学生ID, 课程ID）部分依赖，不符合2NF。
改进后（2NF）：
-
学生表（只包含学生基本信息）
学生ID 学生姓名 1001 张三 1002 李四 -
课程表（只包含课程基本信息）
课程ID 课程名称 101 数学 102 语文 -
成绩表（包含成绩）
学生ID 课程ID 成绩 1001 101 95 1001 102 88 1002 101 90
3. 第三范式（3NF）：在2NF的基础上，确保不存在传递依赖。
- 传递依赖：如果A -> B，B -> C，那么A -> C就是传递依赖。3NF要求消除这种依赖。
示例：在2NF的基础上，如果某表中有学生ID、学生姓名、学生所在系等信息，且学生姓名决定学生所在系（即，学生姓名 -> 所在系），那么就存在传递依赖（学生ID -> 学生姓名 -> 所在系）。
改进后（3NF）：
-
学生表（只包含学生基本信息）
学生ID 学生姓名 1001 张三 1002 李四 -
系表（只包含系的基本信息）
系ID 系名称 001 计算机 002 物理 -
学生-系表（包含学生与所在系的关系）
学生ID 系ID 1001 001 1002 002 -
成绩表（不变）
学生ID 课程ID 成绩 1001 101 95 1001 102 88 1002 101 90
通过这些调整，表中的数据不再存在冗余，且便于维护与查询。
总结：
- 1NF：每个单元格包含单一数据。
- 2NF：消除部分依赖，确保每个非主属性完全依赖于主键。
- 3NF：消除传递依赖，确保每个非主属性只依赖于主键，不通过其他非主属性。
3NF的核心目的是减少数据冗余和避免数据不一致性，同时也能提升数据库的维护性。