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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。