数据库基础——范式和约束

原文出处： 数据库基础知识：数据库中的约束和三大范式
一.数据库中的范式：　　范式， 英文名称是 Normal Form，它是英国人 E.F.Codd（关系数据库的老祖宗）在上个世纪70年代提出关系数据库模型后总结出来的，范式是关系数据库理论的基础，也是我们在设计数据库结构过程中所要遵循的规则和指导方法，以下就是对这三个范式的基本介绍：第一范式（1NF）数据表中的每一列(字段)，必须是不可拆分的最小单元，也就是确保每一列的原子性。
简而言之，第一范式就是无重复的列。例如，由“职工号”“姓名”“电话号码”组成的表(一个人可能有一部办公电话和一部移动电话)，这时将其规范化为1NF可以将电话号码分为“办公电话”和“移动电话”两个属性，即职工(职工号，姓名，办公电话，移动电话)。第二范式（2NF）：　　满足1NF后要求表中的所有列，都必需依赖于主键，而不能有 任何一列与主键没有关系（一个表只描述一件事情）。　　例如：订单表只能描述订单相关的信息，所以所有的字段都必须与订单ID相关。
                  产品表只能描述产品相关的信息，所以所有的字段都必须与产品ID相关。
        因此在同一张表中不能同时出现订单信息与产品信息。第三范式(3NF)：满足2NF后，要求：表中的每一列都要与主键直接相关，而不是间接相关（表中的每一列只能依赖于主键）　　例如：订单表中需要有客户相关信息，在分离出客户表之后，订单表中只需要有一个用户
       ID即可，而不能有其他的客户信息，因为其他的用户信息是直接关联于用户ID，而不是关联
       于订单ID。注意事项：1.第一范式与第二范式的本质区别：在于有没有分出两张表。第二范式是说一张表中包含了多种不同实体的属性，那么必须要分成多张表，第三范式是要求已经分好了多张表的话，一张表中只能有另一张标的ID，而不能有其他任何信息，（其他任何信息，一律用主键在另一张表中查询）。2.必须先满足第一范式才能满足第二范式，必须同时满足第一第二范式才能满足第三范式。
4、BCNF(BC范式)：第三范式的扩展和加强它构建在第三范式的基础上，如果关系模型R是第一范式，且每个属性都不传递依赖于R的候选键，那么称R为BCNF的模式。这里用网上看到的一个例子：表结构： 仓库id     管理员id    物品id    物品数量其中管理员和仓库的关系是一对一，仓库和物品的关系是一对多；这个设计符合第一、二、三范式，即每列不可分割、主键唯一且不存在传递依赖；可看到依赖关系有 管理员id 依赖  仓库id， 物品id 依赖 仓库id。 即存在主键到主键再到非主键的传递依赖关系。这里的主要问题是，仓库id和管理员id这两个关键字段之间的关系被耦合到每一个实例中了，这导致：a) 表中没有数据的时候，无法描述仓库和管理员之间的关系b) 一个仓库的管理员替换后，表中所有含有该仓库的实例中的管理员id都要被修改解决办法是将二者的关系提出来单独建表。则原表结构改为：仓库id   物品id    物品数量增加表的结构： 仓库id     管理员id这样 仓库和管理员的关系 及 仓库和物品的关系 就解耦合了。存在关键字段决定关键字段的情况，因此其不符合BCNF。把仓库管理关系表分解为两个关系表仓库管理表(仓库号，管理员号)和仓库表(仓库号，存储物品号，数量)，这样这个数据库表是符合BCNF的，并消除了删除异常、插入异常和更新异常。5、4NF(第四范式)设R是一个关系模型，D是R上的多值依赖集合。如果D中存在凡多值依赖X->Y时，X必是R的超键，那么称R是第四范式的模式。必须先满足第三范式。简单来说就是将表中的多值属性拆分出来，分别建表。例如，职工表(职工编号，职工孩子姓名，职工选修课程)，在这个表中，同一个职工可能会有多个职工孩子姓名，同样，同一个职工也可能会有多个职工选修课程，即这里存在着多值事实，不符合第四范式。如果要符合第四范式，只需要将上表分为两个表，使它们只有一个多值事实，例如职工表一(职工编号，职工孩子姓名)，职工表二(职工编号，职工选修课程)，两个表都只有一个多值事实，所以符合第四范式。拓展：各范式的关系图如下所示：

二：数据库中的五大约束：数据库中的五大约束包括：1.主键约束（Primay Key Coustraint） 唯一性，非空性；2.唯一约束 （Unique Counstraint）唯一性，可以空，但只能有一个；3.默认约束 (Default Counstraint) 该数据的默认值；4.外键约束 (Foreign Key Counstraint) 需要建立两表间的关系；5.非空约束（Not Null Counstraint）:设置非空约束，该字段不能为空。详细介绍：（1）[外键约束 (Foreign Key Counstraint) ]
1.设置外键的注意事项：
　　①：只有INNODB的数据库引擎支持外键，修改my.ini文件设置default-storage-engine=INNODB；
　　②：外键与参照列的数据类型必须相同。（数值型要求长度和无符号都相同，字符串要求类型相同，长度可以不同）；
　　③：设置外键的字段必须要有索引，如果没有索引，设置外键时会自动生成一个索引；

2.设置外键的语法：
[CONSTRAINT 外键名] FOREIGN KEY(外键字段) REFERENCES 参照表(参照字段)；
[ON DELETE SET NULL ON UPDATE CASCADE] -- 设置操作完整。3、外键约束的参照操作：
当对参照表的参照字段进行删除或更新时，外键表中的外键如何应对。
参照操作可选值：
　　RESTRICT: 拒绝对参照字段的删除或修改（默认）；
　　NO ACTION:与RESTRICT相同，但这个指令只在MySql生效；
　　CASCADE:  删除或更新参照表的参照字段时，外键表的记录同步删除或更新；
　　SET NULL: 删除删除或更新参照表的参照字段时，外键表的外键设为NULL (此时外键不能设置为NOT NULL)。（2）[主键约束]（Primay Key Coustraint） 
1.主键的注意事项：主键默认非空，默认唯一性约束，只有主键可以设置自动增长（主键不一定自增，自增一定是主键）。
2.设置主键的方式：　　①：在定义列时设置：id     INT UNSIGNED PRIMARY KEY。
　　②：在列定义完成后设置：PRIMARY KEY(id)。其他约束没有特殊要求因此不做解释。