[MySQL] 表设计 - 技术栈

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文章目录

[MySQL 表设计](#MySQL 表设计)
- 一、表设计的基本流程
- - （一）设计步骤
  - （二）通用建表语法
- 二、范式
- - （一）第一范式（1NF）
  - - [1. 基本要求](#1. 基本要求)
    - [2. 拆分示例](#2. 拆分示例)
  - （二）第二范式（2NF）
  - - [1. 基本要求](#1. 基本要求)
    - [2. 反例分析](#2. 反例分析)
    - [3. 拆分方法](#3. 拆分方法)
  - （三）第三范式（3NF）
  - - [1. 基本要求](#1. 基本要求)
    - [2. 拆分方法](#2. 拆分方法)
- 三、实体之间的关系
- 四、建表示例
- - （一）班级表与学生表
  - （二）课程表与成绩表

MySQL 表设计

表设计的目标是把业务对象及其关系转换为清晰、稳定的数据库结构，同时减少数据冗余和增删改异常。

一、表设计的基本流程

（一）设计步骤

从需求中提取实体，如学生、班级和课程，每个实体通常对应一张表。
确定实体的属性，属性通常对应表中的字段。
确定实体之间的一对一、一对多或多对多关系。
根据范式检查表结构，减少重复数据和依赖问题。
使用 SQL 创建表，并设置主键、外键等约束。

（二）通用建表语法

sql 复制代码

-- 创建数据表
CREATE TABLE table_name (
    column1 data_type constraint,
    column2 data_type constraint,
    PRIMARY KEY (column1),
    FOREIGN KEY (column2) REFERENCES other_table (column2)
);

二、范式

范式用于规范表中字段之间的依赖关系；一对一、一对多和多对多用于描述实体之间的数量关系，两者不是同一概念。

常见范式包括第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）和 BC 范式（BCNF）。实际设计中通常先掌握前三种范式。

（一）第一范式（1NF）

1. 基本要求

第一范式要求每个字段保存一个不可再分的值，不能在一个字段中存放多个重复项或组合信息。

例如，下面的学生表符合第一范式：

学号	姓名	年龄	班级名称
10001	张三	20	101班

如果把学校名称、地址和电话全部放入一个"学校信息"字段，后续查询和修改会比较困难，应将它们拆分为独立字段。

2. 拆分示例

不推荐的字段	拆分后的字段
学校信息	学校名称、学校地址、学校电话
联系方式	手机号、电子邮箱

"不可再分"需要结合业务判断。例如完整地址在某些业务中可以作为一个字段，在需要按省市统计时则应继续拆分。

（二）第二范式（2NF）

1. 基本要求

第二范式要求：在满足第一范式的基础上，每个非主属性都必须完全依赖于候选键，不能只依赖复合候选键的一部分。

候选键是能够唯一标识一条记录的最小字段集合。
非主属性是不属于任何候选键的字段。
部分依赖通常出现在候选键由多个字段组成的表中。

如果一张表的所有候选键都只有一个字段，它会自动满足第二范式；仅仅"没有复合主键"并不能保证一定满足第二范式，因为还可能存在其他复合候选键。

2. 反例分析

假设成绩表包含以下字段：

学号	学生姓名	年龄	课程编号	课程名称	学分	成绩

其中，学号 + 课程编号 可以共同确定一条成绩记录，但各字段的依赖关系不同：

学生姓名、年龄只依赖学号。
课程名称、学分只依赖课程编号。
成绩依赖学号和课程编号的组合。

部分字段只依赖复合键的一部分，因此该表不满足第二范式。

3. 拆分方法

表	字段
学生表	学号、姓名、年龄
课程表	课程编号、课程名称、学分
成绩表	学号、课程编号、成绩

拆分后可以减少以下问题：

数据冗余：学生信息和课程信息不再重复保存。
更新异常：修改课程学分时只需更新课程表。
插入异常：还没有成绩时也能先录入学生和课程。
删除异常：删除成绩不会连带丢失学生或课程信息。

（三）第三范式（3NF）

1. 基本要求

第三范式要求：在满足第二范式的基础上，非主属性不能通过另一个非主属性间接依赖候选键，即不能存在传递依赖。

例如，学生表包含以下字段：

学号	姓名	年龄	学院编号	学院名称	学院电话	学院地址

依赖关系为：

学号 → 学院编号 → 学院名称、学院电话、学院地址

学院信息通过学院编号间接依赖学号，形成传递依赖。

2. 拆分方法

表	字段
学院表	学院编号、学院名称、学院电话、学院地址
学生表	学号、姓名、年龄、学院编号

学生表只保留学院编号，并通过外键关联学院表。这样修改学院信息时，不需要更新每一条学生记录。

三、实体之间的关系

（一）一对一关系

一条记录最多对应另一张表中的一条记录，例如账号与用户详细信息。

常见设计方式有两种：

信息较少且生命周期相同时，合并到一张表。
信息较多或职责不同，拆分为两张表，并在外键上添加 UNIQUE 约束。

账号系统通常可以先根据账号和密码找到用户编号，再通过用户编号查询详细信息。

（二）一对多关系

一个班级可以有多名学生，但一名学生只属于一个班级。设计时把"一"方的主键放到"多"方作为外键。

表	主要字段
班级表	`class_id`、`class_name`
学生表	`student_id`、`name`、`class_id`

（三）多对多关系

一名学生可以选择多门课程，一门课程也可以被多名学生选择。多对多关系需要增加中间表。

表	主要字段
学生表	`student_id`、`name`
课程表	`course_id`、`course_name`
成绩表	`student_id`、`course_id`、`score`

成绩表中的两个外键连接学生表和课程表，二者也可以组成复合主键，避免同一名学生重复添加同一门课程。

四、建表示例

（一）班级表与学生表

sql 复制代码

-- 创建班级表
CREATE TABLE class (
    class_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    class_name VARCHAR(20) NOT NULL
);

-- 创建学生表，班级与学生是一对多关系
CREATE TABLE student (
    student_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    sn VARCHAR(20) NOT NULL UNIQUE,
    name VARCHAR(50) NOT NULL,
    age INT,
    mail VARCHAR(50),
    class_id BIGINT,
    FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class (class_id)
);

（二）课程表与成绩表

sql 复制代码

-- 创建课程表
CREATE TABLE course (
    course_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    course_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    credit DECIMAL(3, 1) NOT NULL
);

-- 创建成绩表，连接学生表与课程表
CREATE TABLE score (
    student_id BIGINT NOT NULL,
    course_id BIGINT NOT NULL,
    score DECIMAL(5, 2),
    PRIMARY KEY (student_id, course_id),
    FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student (student_id),
    FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course (course_id)
);