DBMS中3NF和BCNF的区别

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在DBMS(数据库管理系统)中,3NF(第三范式)和BCNF(巴斯-科德范式)是两种常用的数据规范化形式。它们都是为了减少数据冗余、提高数据存储的效率、降低数据更新时的错误率等目的而设计的。但是,在这两种规范化形式中也存在一些差异。下面我将分别从3NF和BCNF两个方面,进行详细的讲解并提供案例说明。

3NF:第三范式

第三范式(3NF)是指在关系数据库设计中的一个规范化形式,一个关系模式R符合3NF,当且仅当R中的每一个非主属性都不依赖于主属性集的任何一个非主属性。简单来讲,就是一个表中的每一列只与主键相关,不会和其他列产生相关性。

举个例子,假设有一个订单表,包含以下几列:订单号、产品名称、客户姓名、客户地址、订单数量、订单价格。其中订单号是主键,建立来表后我们可以发现,客户姓名、客户地址两列存在函数依赖关系。即同一客户的姓名和地址是不变的,因此订单表不符合3NF。

为了实现3NF,需要将订单表拆分成以下两个表:

订单表:
| 字段名 | 数据类型 |
| — | — |
| 订单号 | int |
| 产品名称 | varchar |
| 订单数量 | int |
| 订单价格 | float |

客户表:
| 字段名 | 数据类型 |
| — | — |
| 订单号 | int |
| 客户姓名 | varchar |
| 客户地址 | varchar |

通过这样的拆分,我们不仅减少了数据冗余,也加速了数据操作的速度,提高了数据存储效率。

BCNF:巴斯-科德范式

BCNF(巴斯-科德范式)是关系数据库中的一种规范化形式,与3NF十分类似。当一个关系模式符合BCNF时,该模式的每个属性都要保证函数依赖唯一进行。

还是以订单表为例,假设现在使用了以下两个模式:

模式1:
| 字段名 | 数据类型 |
| — | — |
| 订单编号 | int |
| 产品名称 | varchar |
| 客户姓名 | varchar |
| 客户地址 | varchar |
| 订单数量 | int |
| 订单价格 | float |

模式2:
| 字段名 | 数据类型 |
| — | — |
| 订单编号 | int |
| 订单数量 | int |
| 订单价格 | float |

此时发现,客户姓名、客户地址两列存在非主属性对主属性的函数依赖。因此,模式1并不符合BCNF。

为了符合BCNF,需要将模式1拆分成以下两个新模式:

新模式1:
| 字段名 | 数据类型 |
| — | — |
| 订单编号 | int |
| 产品名称 | varchar |
| 客户编号 | int |
| 订单数量 | int |
| 订单价格 | float |

新模式2:
| 字段名 | 数据类型 |
| — | — |
| 客户编号 | int |
| 客户姓名 | varchar |
| 客户地址 | varchar |

通过拆分,我们不仅符合了BCNF,还减少了数据冗余,提高了数据存储效率,也降低了数据更新时的错误率。

总结:

尽管BCNF和3NF都是为了减少数据冗余、提高存储效率等目标而设计,但是它们之间也存在差异。具体而言,3NF主要是为了削减非主属性与主属性间的相关性,而BCNF则是强制保证每个属性与主属性之间的函数依赖唯一,并在此基础上建立关系表。