数据库三范式（3NF，Third Normal Form）是数据库设计中的重要概念，用于提高数据库的组织结构、减少数据冗余、避免更新异常，从而提高数据的完整性与效率。三范式是关系型数据库理论中的一种标准化形式，它包括第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）。
第一范式要求关系数据库中的每一个字段都必须是原子性的，即每个字段的数据值必须是不可再分的基本数据项。
| 学号 | 姓名 | 课程 | 成绩 |
|---|---|---|---|
| 1001 | 张三 | 数学, 英语 | 85, 90 |
| 1002 | 李四 | 语文, 数学 | 88, 75 |
这不是第一范式，因为“课程”和“成绩”包含了多个值，应分为多行。
改成 1NF 后：
| 学号 | 姓名 | 课程 | 成绩 |
|---|---|---|---|
| 1001 | 张三 | 数学 | 85 |
| 1001 | 张三 | 英语 | 90 |
| 1002 | 李四 | 语文 | 88 |
| 1002 | 李四 | 数学 | 75 |
第二范式是在满足 第一范式 的基础上，要求消除 部分依赖，即所有非主属性必须完全依赖于主键。
假设有如下表格，其中 学号+课程 组成联合主键，成绩是非主属性。
| 学号 | 课程 | 教师 | 成绩 |
|---|---|---|---|
| 1001 | 数学 | 王老师 | 85 |
| 1001 | 英语 | 李老师 | 90 |
| 1002 | 数学 | 王老师 | 75 |
在此表中，教师 只依赖于 课程，而与 学号 无关，因此存在部分依赖。
为了使该表满足第二范式，需要将表拆分成两张表：
学生成绩表：
| 学号 | 课程 | 成绩 |
|---|---|---|
| 1001 | 数学 | 85 |
| 1001 | 英语 | 90 |
| 1002 | 数学 | 75 |
课程表：
| 课程 | 教师 |
|---|---|
| 数学 | 王老师 |
| 英语 | 李老师 |
第三范式是在满足 第二范式 的基础上，要求消除 传递依赖，即每个非主属性必须直接依赖于主键，而不能通过其他非主属性间接依赖。
假设有如下表格，其中 学号 作为主键，班主任 依赖于 专业，而 专业 又依赖于 学号。
| 学号 | 姓名 | 专业 | 班主任 | 成绩 |
|---|---|---|---|---|
| 1001 | 张三 | 计算机 | 王老师 | 85 |
| 1002 | 李四 | 电子 | 李老师 | 90 |
在这个表格中，班主任 依赖于 专业，而 专业 又依赖于 学号，这是一个 传递依赖，违反了第三范式。
为了满足 3NF，可以将表拆分成两张表：
学生成绩表：
| 学号 | 姓名 | 专业 | 成绩 |
|---|---|---|---|
| 1001 | 张三 | 计算机 | 85 |
| 1002 | 李四 | 电子 | 90 |
专业与班主任表：
| 专业 | 班主任 |
|---|---|
| 计算机 | 王老师 |
| 电子 | 李老师 |
通过使用三范式进行数据库设计，可以有效减少数据冗余，避免数据不一致性，提高数据库的完整性和可维护性。然而，过度的规范化可能会导致查询性能下降，因此在实际设计中需要平衡规范化与性能之间的权衡。
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