设计范式
问题： 什么是范式化设计，为什么需要反规范化设计 ？
范式来自来自英文 Normal From 。开发过程中要设计一个好的数据库逻辑关系，必须满足一定的约束条件，此约束条件形成了开发范式，分成几个等级，一级比一级严格。
满足这些范式理论上可以让我们的数据库逻辑结构更加简洁、清晰。一下是常见的四种范式：
- 第一范式（1NF）
- 第二范式（2NF）
- 第三范式（3NF）
- 第四范式（BCNF）
第一范式（1NF）
- 每一列都是不可再分的属性值，确保每一列的原子性；
- 两列的属性相近或者相似或者一样，尽量合并属性一样的列，确保不产生冗余数据；
- 单一属性的列为基本数据类型构成；
- 设计出来的表都是简单的二维表。
举例：用户收货地址反例：
| 姓名 | 电话 | 地址 |
| 张三 | 138000000 | 北京市-朝阳区-酒仙桥街道 |
正例：
| 姓名 | 电话 | 省 | 市 | 区 | 街道 |
| 张三 | 138000000 | - | 北京市 | 朝阳区 | 酒仙桥街道 |
总结：每列都是不可再分的原子值（一个列不可再分，比如通讯地址和省、市、区）
第二范式（2NF）
- 第二范式（2NF）是在第一范式的基础上建立起来的。
- 第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖与关联。所谓完全依赖是指非主属性列不能对主属性列存在部分函数依赖，如果存在这个属性和关键字部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体是一对多的关系。
反例：
主键：产品id , 用户 id
| 产品 ID | 用户ID | 产品名称 | 用户姓名 | 购买数量 | 下单时间 |
| 100 | 1 | 微波炉 A102 | 王麻子 | 1 | 2022-08-08 |
正例：
主键：产品id , 用户 id
订单表
| 产品 ID | 用户ID | 购买数量 | 下单时间 |
| 100 | 1 | 1 | 2022-08-08 |
产品表
| 产品 ID | 产品名称 |
| 100 | 微波炉 A102 |
用户表
| 用户ID | 用户姓名 |
| 1 | 王麻子 |
总结：消除列对主键的部分函数依赖（对于组合主键的部分依赖，比如：产品ID + 用户ID 为主键，存在用户名称，产品名称等部分主键依赖字段）
第三范式 （3NF）
- 满足第三范式（3NF）必须满足第二范式（2NF）。
- 第三范式（3NF） 要求一个数据表中不包含已在其他表中包含的非主键关键字信息，即数据不能存在传递关系，即每个属性都跟主键有关系直接关系而不是间接关系。
反例：
| 订单ID | 用户ID | 产品ID | 产品名称 | 产品厂家 |
| 1 | 1 | 100 | 微波炉 A102 | 美的 |
| 2 | 2 | 200 | 变频空调 B101 | 海尔 |
正例： 订单表
| 订单ID | 用户ID | 产品ID |
| 1 | 1 | 100 |
| 2 | 2 | 200 |
商品信息表
| 产品ID | 产品名称 | 产品厂家 |
| 100 | 微波炉 A102 | 美的 |
| 200 | 变频空调 B101 | 海尔 |
总结：消除字段对非主键的传递依赖（就是需要取消订单中比如商品名称、商品地址等冗余信息）。
范式化设计
在真正的数据库规范定义上，非常的严谨，比如第二范式（2NF）的定义“若某关系 R 术语第一范式，且每个非主属性完全函数依赖于候选码，则关系 R 属于第二范式”。
结论：并不是说完全符合规范化理论的设计是最完美的设计，而是要看具体的业务场景反复实践总结最合适的设计。
反规范化设计
所谓反规范化设计，就是针对规范化而言的。 1、为了性能和读取效率而适当的违反对数据库范式设计的要求； 3、为了查询的性能，允许存在部分（少量）冗余数据。换句话说，反规范化设计就是直接用空间换时间。
- 商品信息
| ID | 商品名称 | 商品价格 | 商品描述 | 商品图片地址 |
| 1 | 微波炉 A101 | $100.99 | 可以加热食物的微波炉 | tupian.baidu.com |
- 分类信息
| 分类 ID | 分类名称 |
| 1 | 电器 |
- 商品分类对应关系表
| 商品ID | 分类ID |
| 1 | 1 |
- 商品信息反规范化设计
| ID | 商品名称 | 分类名称 | 商品价格 | 商品描述 | 商品图片地址 |
| 1 | 1 | 电器 | $100.99 | 可以加热食物的微波炉 | tupian.baidu.com |
设计总结
- 数据库的规划化范式设计，在逻辑结构上可以让结构更加细粒度，容易理解。
- 但是我们在实际的开发过程中，需要考虑性能和时间成本，往往或多或少，会允许数据冗余（反规范化设计），通常可以达到 2NF。
