MySQL表设计全解析：三大范式与表关系设计

念越2026-02-15 12:51

文章目录

  • 一、数据库表设计流程
    • [1.1 从需求中获取类](#1.1 从需求中获取类)
      • [1.1.1 对应关系](#1.1.1 对应关系)
    • [1.2 确定类与类之间的关系](#1.2 确定类与类之间的关系)
    • [1.3 使用 SQL 创建具体的表](#1.3 使用 SQL 创建具体的表)
  • [二、表设计规范 ------ 三大范式](#二、表设计规范 —— 三大范式)
    • [2.1 什么是范式？](#2.1 什么是范式？)
  • 三、数据库关系类型
  • 四、范式分类
    • [4.1 第一范式（1NF）](#4.1 第一范式（1NF）)
    • [4.2 第二范式（2NF）](#4.2 第二范式（2NF）)
    • [4.3 第三范式（3NF）](#4.3 第三范式（3NF）)
    • 五、一对一关系设计
      • [5.1 实体分析](#5.1 实体分析)
      • [5.2 两个实体之间的关系](#5.2 两个实体之间的关系)
      • 5.3一对一关系如何设计表？
      • [5.3.1 方式一：合并为一张表](#5.3.1 方式一：合并为一张表)
      • [5.3.2 方式二：拆成两张表（推荐 ⭐）](#5.3.2 方式二：拆成两张表（推荐 ⭐）)
    • [六、一对多关系设计（1 : N）](#六、一对多关系设计（1 : N）)
      • [6.1 什么是一对多？](#6.1 什么是一对多？)
      • [6.2 一对多如何设计表？](#6.2 一对多如何设计表？)
        • [6.2.1 错误设计 ❌](#6.2.1 错误设计 ❌)
        • [6.2.2 正确设计 ✅](#6.2.2 正确设计 ✅)
    • [七、多对多关系设计（M : N）](#七、多对多关系设计（M : N）)
  • 八、三种关系对比总结

一、数据库表设计流程

OOA（面向对象分析） → OOD（面向对象设计） → OOP（面向对象编程）

1.1 从需求中获取类

  • 从业务需求中分析出 类
  • 类对应数据库中的 实体
  • 实体在数据库中表现为一张张 表
  • 类中的 属性 对应表中的 字段（列）

1.1.1 对应关系

类 → 实体 → 表

属性 → 字段（列）

1.2 确定类与类之间的关系

在数据库中体现为表与表之间的关系：

  • 一对一（1:1）
  • 一对多（1:N）
  • 多对多（M:N）

1.3 使用 SQL 创建具体的表

通过 SQL 语句（如 CREATE TABLE）实现表结构设计。

二、表设计规范 ------ 三大范式

设计表时需要遵守一定规则，这些规则称为：

数据库三大范式（Normal Form）

2.1 什么是范式？

范式是描述 数据关系模型规范程度 的标准。

三、数据库关系类型

  • 一对一关系
  • 一对多关系
  • 多对多关系

四、范式分类

4.1 第一范式（1NF）

要求：

  • 字段必须具有原子性（不可再分）

示例：

✅ 正确：

id name
1 张三

❌ 错误：一个字段内包含了两门成绩

学号 姓名 课程成绩
001 张三 数学80，英语90

4.2 第二范式（2NF）

满足第二范式必须：

  1. 先满足第一范式（1NF）
  2. 所有非主属性 必须完全依赖主键
  3. 不能存在部分函数依赖

⚠️ 重点：

  • 只有在复合主键情况下才可能违反第二范式
  • 如果主键只有一列（非复合主键），天然满足第二范式

4.2.1第二范式（2NF）正反例说明

正例（满足第二范式）：

1️⃣学生表

学号（主键） 姓名 年龄

说明：

  • 主键：学号
  • 姓名、年龄完全依赖学号
  • 不存在部分依赖

2️⃣ 课程表

课程编号（主键） 课程名 学分

说明：

  • 主键：课程编号
  • 课程名、学分完全依赖课程编号

3️⃣ 学生选修成绩表

学号 课程编号 成绩

说明：

  • 复合主键：(学号, 课程编号)
  • 成绩依赖于"学生 + 课程"
  • 必须通过两个字段才能确定成绩

✅ 正例总结

  • 每张表都有主键
  • 所有非主属性都完全依赖主键
  • 不存在只依赖主键一部分的字段

反例（不满足第二范式）：

1️⃣学生选修课成绩表（错误设计）

学号 学生姓名 年龄 课程名 学分 成绩

说明：

  • 假设复合主键：(学号, 课程名)
  • 学生的姓名，年龄和和课程名没有关系，即学生的姓名只依赖于学号，不依赖于课程
  • 学分于学生没有关系，即学分只依赖于课程，不依赖于学号
  • 对于两个或多个关键字共同决定一条记录的情况，如果一行中的有些字段只与关键字段中的一个有关系，这种情况就称为部分依赖，不满足第二范式。

4.2.2不满足第二范式（2NF）可能出现的问题

4.2.2.1 数据冗余

表现（针对上面不满足2NF设计的表）

  • 学生姓名、年龄重复出现
  • 课程学分重复出现

例如：

如果有 100 个学生选修 MYSQL

那么 MYSQL 的学分会重复存 100 次。

后果

  • 占用大量存储空间
  • 数据维护成本高
  • 容易出现不一致
4.2.2.2 更新异常（Update Anomaly）
  • 场景
    MYSQL 课程学分从 50 调整为 60
  • 问题
    必须更新所有关于 MYSQL 的记录。

如果：有些记录更新成功，有些记录更新失败

就会出现： 同一门课程出现不同学分。

导致

数据不一致。

4.2.2.3插入异常（Insert Anomaly）

场景

学校新开一门课程：但还没有学生选修。

  • 课程名：Python
  • 学分：40

问题

由于成绩表是围绕"学生 + 课程"建立的：

  • 没有学生，就无法插入课程信息
  • 必须虚构一个学生成绩才能插入课程数据

导致：

课程信息无法独立存在

4.2.2.4 删除异常（Delete Anomaly）

场景

某门课程最后一个学生退选，删除该学生成绩记录时：

  • 同时把课程学分信息删除了

导致：

课程信息丢失

4.2.2.5核心问题总结

第二范式解决的是"部分依赖问题"，

如果存在部分依赖，就会产生数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。

4.3 第三范式（3NF）

第三范式（3NF）解决的是：

非主属性对主键的 传递依赖问题

要达到第三范式，必须：

  1. 满足第一范式（字段不可再分）
  2. 满足第二范式（无部分依赖）
  3. 不存在传递依赖

4.3.1什么是传递依赖？

如果存在：

主键 → A

A → B

那么就会形成：

主键 → B（通过 A 传递）

这就叫 传递依赖

4.3.2第三范式（3NF）正反例说明

反例（不满足第三范式）：

错误设计：学生表

学号 姓名 年龄 所在学院 学院地址 学院电话

说明：

  • 主键：学号
  • 学号 → 姓名、年龄（正常)
  • 学号 → 所在学院（正常）
  • 所在学院 → 学院地址、学院电话（问题在这里）,这里形成了依赖链，学号 → 所在学院 → 学院地址、学院电话，也就是说：学院地址、学院电话不是直接依赖学号，而是依赖"所在学院"，这就是传递依赖，不满足第三范式。
    一个表中混合了两个实体的信息：学生，学院，这会导致：学院信息重复存储，修改学院电话要修改很多行，删除最后一个学生会把学院信息删掉。

正例（满足第三范式）：

正确设计：学生表

  • 第一步：拆分实体
    学院表
学院编号（主键） 学院名 学院电话 学院地址

学生表

学号（主键） 姓名 年龄 学院编号（外键）

主键：学号

外键：学院编号

现在依赖关系变成：

学生表：

学号 → 姓名、年龄、学院编号

学院表：

学院编号 → 学院名、学院电话、学院地址

不存在：

主键 → A → B

因此满足 3NF

4.3.2.1判断是否违反 3NF：

  1. 表中是否包含两个实体？
  2. 是否存在：主键 → A → B？

只要有"中间传递"，就是不满足第三范式。

五、一对一关系设计

场景：登录系统

  • 登录时使用的是 账号（用户名 + 密码）
  • 登录成功后展示的是 用户信息（姓名，班级等）

从业务上分析，可以抽象出两个实体：

  1. 用户（User）
  2. 账号（Account）

5.1 实体分析

1️⃣ 用户（User）

记录个人信息：

  • 姓名
  • 年龄
  • 手机号
  • QQ
  • 邮箱
  • 班级等

2️⃣ 账号（Account）

记录登录信息：

  • 用户名
  • 密码

5.2 两个实体之间的关系

一个用户只能有一个账号

一个账号只能属于一个用户

这是典型的：
一对一关系（1 : 1）

5.3一对一关系如何设计表？

一对一关系在数据库中通常有两种实现方式。

5.3.1 方式一：合并为一张表

把用户信息和账号信息放在同一张表中。

sql 复制代码 
user(
    user_id,
    name,
    age,
    phone_num,
    mail,
    username,
    password
);

特点：

  • 所有信息集中在一张表

  • 适用于用户和账号强绑定、不会分离的场景

  • 查询方便

缺点：

  • 表字段变多

  • 账号信息与用户信息耦合严重

  • 后期扩展不灵活

5.3.2 方式二：拆成两张表（推荐 ⭐）

分别建立：

用户表

sql 复制代码 
user(
    user_id,
    name,
    age,
    phone_num,
    mail
);

账号表

sql 复制代码 
account(
    account_id,
    username,
    password,
    user_id
);

通过 user_id 建立关联。

六、一对多关系设计（1 : N）

6.1 什么是一对多？

举例：

学生 和 班级

  • 一个班级可以有多个学生
  • 一个学生只能属于一个班级

站在班级角度：1

站在学生角度：N

所以是：一对多关系（1 : N）

6.2 一对多如何设计表？

设计原则：

外键放在"多"的一方

6.2.1 错误设计 ❌
sql 复制代码 
class(
    class_id,
    class_name,
    student_ids   --  不要这样设计,关系型数据库里面没有集合类型
);

  • 1.关系型数据库没有"集合类型"

  • 2.student_ids 会变成一个可分字段，违反第一范式（1NF）

6.2.2 正确设计 ✅

拆成两张表：

1️⃣ 班级表（1的一方）

sql 复制代码 
class(
    class_id PRIMARY KEY,
    class_name
);

2️⃣学生表（多的一方）

sql 复制代码 
student(
    student_id PRIMARY KEY,
    name,
    age,
    class_id   -- 外键
);

可以通过class_id表示学生在哪个班级，上面student表中二班有2个学生，三班1个，四班1个学生。

七、多对多关系设计（M : N）

7.1 什么是多对多？

举例：学生 和 课程

  • 一个学生可以选修多门课程
  • 一门课程可以被多个学生选修

所以是：

学生 ⇄ 课程

多对多关系（M : N）

7.2 多对多不能直接建外键

错误理解 ❌：

  • 在 student 表里加多个 course_id
  • 在 course 表里加多个 student_id

原因：

  • 关系型数据库没有"集合类型"
  • 会违反第一范式（字段不可再分）

7.3 正确做法：建立"中间表"

设计步骤：

第一步：分别创建两个实体表

1️⃣ 学生表

sql 复制代码 
student(
    student_id PRIMARY KEY,
    name,
    age
);
student_id name
1 张三
2 李四

2️⃣ 课程表

sql 复制代码 
course(
    course_id PRIMARY KEY,
    course_name
);
course_id course_name
1 MYSQL
2 JAVA
第二步：创建关系表（中间表）
sql 复制代码 
student_course(
    id PRIMARY KEY,
    student_id,
    course_id
);

3️⃣ 选课关系表

student_id course_id
1 1
1 2
2 1

表示：

  • 张三选了 MYSQL 和 JAVA
  • 李四选了 MYSQL

7.4设计实例

1️⃣班级表（班级编号，班级名）

sql 复制代码 
create table class(
class_id bigint primary key auto_increment,
name varchar(50) not null
);

2️⃣学生表（学生编号，学号，姓名，年龄，邮件，班级编号）

sql 复制代码 
create table student(
student_id bigint primary key auto_increment,
sn varchar(6) unique,
name varchar(50) not null,
age int,
mail varchar(50),
class_id bigint,
foreign key (class_id) references class(class_id)
);

3️⃣课程表（课程编号，课程名）

sql 复制代码 
create table course(
course_id bigint primary key auto_increment,
name varchar(50) not null
);

4️⃣成绩表（编号，学生编号，课程编号，成绩）

sql 复制代码 
create table score(
score_id bigint primary key auto_increment,
student_id bigint,
course_id bigint,
score decimal(5,2),
foreign key (student_id) references student(student_id),
foreign key (course_id) references course(course_id)
);
  • 班级表与学生表之间是一对多的关系，一个班级对应多个学生
  • 学生表与课程表之间是多对多的关系(一个学生可以选择多门课程，一门课程可以被多门学生选择)，通过成绩表进行关联。
7.4.1 多对多的核心总结
设计口诀：

多对多

必须加中间表

八、三种关系对比总结

关系类型 设计方式
1 : 1 外键 + 唯一约束
1 : N 外键放在多的一方
M : N 建立中间表
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