面试题：MySQL范式之应用场景分析

Question

在一个电商系统中，涉及商品信息、用户信息、订单信息。请阐述按照MySQL范式设计数据库表结构的思路，以及不同范式在该场景下各自的优点和可能面临的缺点。

Answer 1

数据库表结构设计思路

1. 第一范式（1NF）：确保每列原子性，即每个字段不可再分。在电商系统中，商品信息表的商品名称、价格等字段都是原子的；用户信息表的姓名、手机号等字段也是原子的；订单信息表的订单编号、下单时间等字段同样满足原子性。这样可以避免数据冗余和不一致。
2. 第二范式（2NF）：在满足1NF基础上，确保每个非主属性完全依赖于主键。例如在订单信息表中，如果订单详情作为一个字段，其中包含商品ID、商品数量等，这就不满足2NF，因为商品数量等依赖于商品ID而非整个订单主键。应将订单详情拆分出单独的表，订单表通过订单ID关联订单详情表，订单详情表以订单ID和商品ID作为联合主键，这样每个非主属性（如商品数量、商品价格等）完全依赖于联合主键。
3. 第三范式（3NF）：在满足2NF基础上，确保非主属性不传递依赖于主键。比如用户信息表中如果有用户所在城市和城市邮编，若城市邮编通过城市名称间接依赖于用户ID，就不满足3NF。应将城市和邮编相关信息提取到单独的城市表，用户表通过城市ID关联城市表，避免传递依赖。

不同范式优点

1. 第一范式（1NF）：
   • 优点：数据结构清晰，避免数据重复存储，方便数据的插入、删除和修改操作，为后续范式设计奠定基础。例如商品价格在商品信息表中只有一个存储位置，修改价格时直接操作该字段即可。
2. 第二范式（2NF）：
   • 优点：进一步减少数据冗余，提高数据完整性。以订单详情表为例，拆分后不同订单中相同商品的信息不会重复存储，更新商品信息时也不会出现部分更新不一致的情况。
3. 第三范式（3NF）：
   • 优点：消除传递依赖，数据更加规范，数据库维护成本降低。比如修改城市邮编时，只需在城市表中操作，不会影响到用户表，保证数据一致性。

不同范式缺点

1. 第一范式（1NF）：
   • 缺点：仅满足原子性，对于复杂关系处理能力有限，可能导致数据冗余较高。例如订单信息表中若包含多个商品信息，商品的部分信息可能会随着每个订单重复存储。
2. 第二范式（2NF）：
   • 缺点：虽然减少了部分数据冗余，但对于存在传递依赖的情况处理不够彻底，仍可能有少量冗余。例如若城市信息存在更新，可能会导致多个用户记录中相关城市信息更新不一致。
3. 第三范式（3NF）：
   • 缺点：设计过于严格，在实际查询时可能需要进行大量的表连接操作，影响查询性能。例如查询某个用户订单信息时，可能需要连接用户表、订单表、订单详情表等多个表，增加了查询复杂度和时间成本。