数据库设计三大范式：从需求分析到 ER 图

良好的数据库设计是系统稳定的基础。本文介绍数据库设计的基本原则。

三大范式

第一范式（1NF）

字段不可再分。

-- ❌ 违反 1NF
CREATE TABLE users (
    id INT,
    address VARCHAR(200)  -- 地址可以再分
);

-- ✅ 符合 1NF
CREATE TABLE users (
    id INT,
    province VARCHAR(50),
    city VARCHAR(50),
    district VARCHAR(50)
);

第二范式（2NF）

非主键字段完全依赖于主键。

-- ❌ 违反 2NF
CREATE TABLE order_items (
    order_id INT,
    product_id INT,
    product_name VARCHAR(100),  -- 只依赖 product_id
    quantity INT
);

-- ✅ 符合 2NF
CREATE TABLE products (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100)
);

CREATE TABLE order_items (
    order_id INT,
    product_id INT,
    quantity INT,
    PRIMARY KEY (order_id, product_id)
);

第三范式（3NF）

非主键字段不能传递依赖于主键。

-- ❌ 违反 3NF
CREATE TABLE orders (
    id INT PRIMARY KEY,
    user_id INT,
    user_name VARCHAR(100),  -- 依赖 user_id，不是直接依赖 id
    amount DECIMAL(10,2)
);

-- ✅ 符合 3NF
CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100)
);

CREATE TABLE orders (
    id INT PRIMARY KEY,
    user_id INT,
    amount DECIMAL(10,2)
);

ER 图设计

实体

┌─────────────┐
│    User     │
├─────────────┤
│ id (PK)     │
│ name        │
│ email       │
└─────────────┘

关系

• 一对一：用户 - 身份证
• 一对多：用户 - 订单
• 多对多：用户 - 角色

表结构优化

选择合适的数据类型

-- ✅ 使用合适的数据类型
CREATE TABLE users (
    id BIGINT PRIMARY KEY,          -- 大表用 BIGINT
    name VARCHAR(50) NOT NULL,      -- 不用 CHAR
    age TINYINT UNSIGNED,           -- 小范围用 TINYINT
    status TINYINT DEFAULT 1,       -- 状态用数字
    created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

反范式化

适当冗余可以提升查询性能。

-- 订单表冗余用户名
CREATE TABLE orders (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    user_id BIGINT,
    user_name VARCHAR(100),  -- 冗余
    amount DECIMAL(10,2)
);

总结

数据库设计遵循三大范式，但也要根据实际情况适当反范式化。良好的设计是系统稳定的基础。