数据库正规化和设计技巧

　　在动态网站的设计中，数据库设计的重要性不言而喻。假如设计不当,查询起来就很吃力，程式的性能也会受到影响。无论您使用的是mySQL或Oracle数据库，通过进行正规化的表格设计，能够令您的PHP代码更具可读性，更容易扩展，从而也会提升应用的性能。
　　简单说来，正规化就是在表格设计时，消除冗余性和不协调的从属关系。在本文中，我将通过五个渐进的过程来告诉您在设计中应该了解的正规化技巧。从而建立一个可行而且效率高的数据库。本文也会周详分析一下能够利用的关系类型。

　　这里假定我们要建立一个用户信息的表格，其中要存储用户的名字、公司、公司地址和一些个人的收藏夹或url。在开始时，您可能定义一个如下的表格结构：

零状态形式

users
name company company_address url1 url2
Joe ABC 1 Work Lane abc.com xyz.com
Jill XYZ 1 Job Street abc.com xyz.com


　　由于没有进行任何的正规化处理，我们将这种形式的表称为零状态形式的表。留意其中的url1和url2字段---假如我们在应用中需要第三个url呢？这样您就要在表格中多加一列，很明显，这不是个好办法。假如您要创建一个富有扩展性的系统，您就要考虑使用第一个正规化的形式，并且应用到该表格中。

第一级正规化形式

1．消除每个表格中重复的组
2．为每套相关的数据建立一个单独的表格
3．使用一个主键来标识每套相关的数据

　　以上的表格明显违反了上面第一条的规定，那么第三条的主键又是什么意思呢？很简单，他只是在每个记录中加入一个唯一的、自动增加的整型值。通过这个值，就能够将两个姓名相同的记录区分开来。通过应用第一级正规化形式，我们得到了以下的表格：

users
userId name company company_address url
1 Joe ABC 1 Work Lane abc.com
1 Joe ABC 1 Work Lane xyz.com
2 Jill XYZ 1 Job Street abc.com
2 Jill XYZ 1 Job Street xyz.com

　　现在我们的表格能够说已处在第一级正规化的形式了，他已解决了url字段的限制问题，但是这样的处理后又带来了一个新的问题。每次在user表中插入一条记录的时候，我们都必须重复任何的公司和用户数据。这样不但令数据库比以前大了，而且很容易出错。因此还要经过第二级正规化处理。
第二级正规化形式

1．为应用在多条记录的字段建立单独的表格
2．通过一个foreign key来关联这些表格的值

　　我们将url的值放在一个单独的表格中，这样我们就能够在以后加入更多的数据，而无需担心产生重复的值。我们还通过主键值来关联这些字段：

users
userId name company company_address
1 Joe ABC 1 Work Lane
2 Jill XYZ 1 Job Street

urls
urlId relUserId url
1 1 abc.com
2 1 xyz.com
3 2 abc.com
4 2 xyz.com

　　如上所示，我们创建了单独的表格，users表中的主键userid现在和url表中的foreign key relUserId关联。现在的情况好象已得到了明显的改善。但是，假如我们要为ABC公司加入一个员工记录呢？或更多，200个？这样我们就必须重复使用公司名和地址，这明显不够冗余。因此我们将应用第三级正规化方法：

第三级正规化形式

1．消除不依赖于该键的字段

公司名及地址和User Id都是没有关系的，因此他们应用拥有自己的公司Id：

users
userId name relCompId
1 Joe 1
2 Jill 2

companies
compId company company_address
1 ABC 1 Work Lane
2 XYZ 1 Job Street


urls
urlId relUserId url
1 1 abc.com
2 1 xyz.com
3 2 abc.com
4 2 xyz.com



　　这样我们就将companies表中的主键comId和users表中名字为relCompId的foreign key关联起来，就算为ABC公司加入200个员工，在companies中也只有一条记录。我们的users和urls表能够不断地扩大，而无需担心插入不必要的数据。大部分的研发者都认为经过三步的正规化就足够了，这个数据库的设计已能够很方便地处理整个企业的负担，此看法在大多数的情况下是正确的。

　　我们能够留意一下url的字段--您注意到数据的冗余了吗？假如给用户用户输入这些url数据的HTML页面是个文本框，可任意输入的话，这并没有问题，两个用户输入同样收藏夹的概率较少，但是，假如是通过一个下拉式的菜单，只让用户选择两个url输入，或更多一点。这种情况下，我们的数据库还能够进行下一级别的优化--第四步，对于大多数的研发者来说，这一步都是忽略的，因为他要依赖一个很特别的关系--一个多对多的关系，这在我们的应用中是还没有碰到过的。
数据关系

　　在定义第四个正规化的形式前，我想首先提一下三种基本的数据关系：一对一，一对多和多对多。我们回头看一下经过第一个正规化的users表。要是我们将url的字段放在一个单独的表中，每次在users表中插入一个记录，我们就会在urls表中插入一行。我们将得到一个一对一的关系：用户表中的每一行，都将在urls表中找到相应的一行。对于我们的应用来说，这既不实用也不标准。

　　然后看看第二个正规化的例子。对于每个用户记录，我们的表格允许有多个urls的记录和之关联。这是个一对多的关系，这是个很常见的关系。

　　对于多对多的关系来说，就有点复杂了。在我们的第三个正规化形式的例子中，我们的一个用户和很多的url有关，而我们想将该结构变为允许多个用户和多个的urls有关，这样我们就能够得到一个多对多的结构。在讨论前，我们先看看表格结构会有些什么变化

users
userId name relCompId
1 Joe 1
2 Jill 2

companies
compId company company_address
1 ABC 1 Work Lane
2 XYZ 1 Job Street


urls
urlId url
1 abc.com
2 xyz.com


url_relations
relationId relatedUrlId relatedUserId
1 1 1
2 1 2
3 2 1
4 2 2



　　为了进一步减低数据的冗余，我们运用第四级正规化形式。我们创建了一个颇奇怪的url_relations表，里面的字段均为主键或foreign key。通过这个表，我们就能够消除urls表中的重复项目。以下是第四个正规化形式的具体需要：

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