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数据库三范式设计---小白初学+案例引入

news 2025/7/17 3:45:01

背景：

模拟一个简单版计算器，两位操作数运算，运算符号包括+-*/，目前是把这些数据存储到了MySQL数据库中，库为cal，表名为success，如图：

CREATE TABLE success (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,nums VARCHAR(255) NOT NULL COMMENT '用户输入的运算表达式，如1+1',result DOUBLE NOT NULL COMMENT '运算结果',spend_time BIGINT NOT NULL COMMENT '计算耗时(毫秒)',created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

输入关键字history可以进行查询操作：

问题分析：

这种“22+78”的nums存储是非结构化的，存储的是表达式字符串
还有耗时这一块，应该直接存储7即可，不要存一串描述文字
不符合三范式（3NF），表达式和结果之间存在函数依赖（result = function(nums)）
扩展性差

改进方案：

使用数据库三范式设计，步骤如下：

一、首先先理解三大范式：

第一范式（1NF）：每个字段都是不可分割的原子值
第二范式（2NF）：满足1NF，且非主键字段完全依赖主键（针对联合主键）
第三范式（3NF）：满足2NF，且消除传递依赖（非主键字段间不能有依赖）

二、从需求出发设计：

分析需求：

需要记录的有：id，操作数1，运算符，操作数2，结果，耗时，创建时间
主实体：
- 计算记录（cal）：id、耗时、结果、创建时间
子实体：
- 操作数（operand）：值、位置（即第几个数）
- 运算符（operator）：符号类型（比如+-*/）

三、表设计：

场景模拟：

现在要保存「3 + 5」的运算记录：

先创建「计算记录」主表条目（生成cal_id=1）

接着要在operands表插入两条记录：

(cal_id=1, position=1, value=3)

(cal_id=1, position=2, value=5)

最后在operators表插入：

(cal_id=1, operator='+')

总结：三表设计方案，分别是cal、operands、operators三张表

四、三表设计（完全范式化）代码：

-- 运算记录主表
CREATE TABLE cal (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,spend_time BIGINT NOT NULL COMMENT '计算耗时(毫秒)',result DOUBLE NOT NULL COMMENT '计算结果',created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);-- 运算数表
CREATE TABLE operands (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,cal_id INT NOT NULL COMMENT '关联计算记录',position INT NOT NULL COMMENT '操作数位置(1,2,...)',param DOUBLE NOT NULL COMMENT '操作数值',FOREIGN KEY (cal_id) REFERENCES cal(id)
);-- 运算符表
CREATE TABLE operators (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,cal_id INT NOT NULL COMMENT '关联计算记录',operator CHAR(2) NOT NULL COMMENT '运算符，如+,-,*,/',FOREIGN KEY (cal_id) REFERENCES cal(id)
);

界面化展示三张表结构：