第一范式
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第一范式（1NF）是数据库正规化所使用的正规形式。第一范式是为了要排除重复组的出现，要求数据库的每一列的论域都是由不可分割的原子值组成；每个字段的值都只能是单一值。1971年埃德加·科德提出了第一范式。
不符合第一范式的情况
[编辑]重复组
[编辑]重复组通常会出现在会计账上，每一笔记录可能有不定个数的值。举例来说：
| 顾客 | 日期 | 数量 |
|---|---|---|
| Pete | Monday | 19.00 -28.20 |
| Pete | Wednesday | -84.00 |
| Sarah | Friday | 100.00 150.00 -40.00 |
“数量”就是所谓的重复组了，而在这种情况下这份资料就不符合第一范式。想要消除重复组的话，只要把每笔记录都转化为单一记录即可：
| 顾客 | 日期 | 数量 |
|---|---|---|
| Pete | Monday | 19.00 |
| Pete | Monday | -28.20 |
| Pete | Wednesday | -84.00 |
| Sarah | Friday | 100.00 |
| Sarah | Friday | 150.00 |
| Sarah | Friday | -40.00 |
缺乏唯一标识符
[编辑]一样是在交易这个例子中，同一天同一个人买了同样的数量，这样的交易做了两次：
| 顾客 | 日期 | 数量 |
|---|---|---|
| Pete | Monday | 19.00 |
| Pete | Monday | 19.00 |
如上所示，这两笔交易可以说是一模一样，也就是说如果只靠这些资料我们没有办法分辨这两笔记录。我们之所以说它不符合第一范式，是因为上面这样的表示法欠缺一个唯一标识符，可以是一个字段，也可以是一组字段，而且可以保证在这个资料中唯一标识符不会重复出现。要将它正规化到符合第一范式的原则只需要加入一个唯一标识符即可：
| 交易 ID | 顾客 | 日期 | 数量 |
|---|---|---|---|
| 1 | Pete | Monday | 19.00 |
| 2 | Pete | Monday | 19.00 |
关系数据库的第一范式的讨论
[编辑]重复群（repeating group）是指含有多值的一个列。原子性（atomicity）的操作语义可以说如果关系数据库管理系统的类型系统允许的值，例如date类型、VARCHAR(20)类型。严格意义上，NULL违背了第一范式；通常把NULL理解为标记（marker），而不是值（value），用专门的函数、运算符去处理NULL。
第一范式意味着：表中没有重复的行、重复的列；不存在行序、列序。
从某个角度看来，不允许重复组的出现是关系数据库表示资讯的方法，RDBMS 里资料表每一笔记录的每一个字段都只能是单个的原子值。举例来说，如果定义了一个叫做 Favorite Number 的整数字段，每一笔记录的 Favorite Number 这个字段都只会是一个整数 (或是无)；这也就是说，如果设置了主键的话，理论上不可能会有任何关系数据库的资料表会违反第一范式的原则。
不过就算是在这种情况下，还是可以设计出在骨子里违反第一范式的资料表。最简单的方法就是把多个有意义的值编码过后存进一个字段里，然后在资料表中用很多字段来表达同一个事实。
单一字段中有多个有意义的值
[编辑]在单一字段中存放多个值是违反第一范式的做法，下面这个就是很好的例子，它把多个值用逗号分开来表示：
| 人 | 不喜欢的食物 |
|---|---|
| Jim | Liver, Goat's cheese |
| Alice | Broccoli |
| Norman | Pheasant, Liver, Peas |
以这样的设计看来，想要知道有什么人不喜欢某样特定的东西是很不容易的。不过可以把这个资料表转化成下面这种符合第一范式的型式：
| 人 | 不喜欢的食物 |
|---|---|
| Jim | Liver |
| Jim | Goat's cheese |
| Alice | Broccoli |
| Norman | Pheasant |
| Norman | Liver |
| Norman | Peas |
用很多字段来表达同一个事实
[编辑]在同一个资料表里用多个字段来表达同一个事情也是违反第一范式的：
| 人 | 喜欢的颜色 | 不喜欢的食物 (1) | 不喜欢的食物 (2) | 不喜欢的食物 (3) |
|---|---|---|---|---|
| Jim | Green | Liver | Goat's cheese | |
| Alice | Fuchsia | Broccoli | ||
| Norman | Blue | Pheasant | Liver | Peas |
| Emily | Yellow |
就算我们能确定每个人不喜欢吃的食物最多不会超过三样，这还是一个很糟的设计。举例来说，我们想要知道所有不喜欢同一种食物的人的组合的话，这就不是件容易的事，因为食物有可能出现在任何一个字段，也就是说每一次的查询都要去检查 9 (3 x 3) 组不同的字段组合。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]- Litt's Tips: Normalization （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Rules Of Data Normalization
- Date, C. J., & Lorentzos, N., & Darwen, H. (2002). Temporal Data & the Relational Model Archive.is的存档，存档日期2012-12-09 (1st ed.). Morgan Kaufmann. ISBN 1-55860-855-9.
- Date, C. J. (1999), An Introduction to Database Systems (8th ed.). Addison-Wesley Longman. ISBN 0-321-19784-4.
- Kent, W. (1983) A Simple Guide to Five Normal Forms in Relational Database Theory （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Communications of the ACM, vol. 26, pp. 120–125
- Date, C.J., & Darwen, H., & Pascal, F. Database Debunkings （页面存档备份，存于互联网档案馆）
外部链接
[编辑]- Database Normalization Basics （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Mike Chapple (About.com)
- An Introduction to Database Normalization by Mike Hillyer.
- Normalization by ITS, University of Texas.
- Rules of Data Normalization by Data Model.org
- A tutorial on the first 3 normal forms by Fred Coulson
- Free PDF poster available by Marc Rettig
- Description of the database normalization basics （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Microsoft