「数据库系统工程师」软考中级-数据库系统工程师复习知识点解释（一）

数据库系统工程师

今天先完成前2个的知识点。

1.形参和实参

首先先说一下他们的定义：

形参：全称为“形式参数”，从字面意思上可以看出它是一个形式上的参数，相当于一个走过场的、不是实际存在的虚拟变量。函数中定义的变量就是形参。

实参：全称为“实际参数”，同样的，从字面意思可以看出来这是一个实际存在的参数，既然实际存在，那必须要有一个确定的值，不管表达式，还是常量、变量或函数，无论他是什么类型，在调用他的时候，都必须有一个具体的值，实参才能值传递给形参。

例子：

int add(int a, int b) {} 这其中的a,b就是形参。当主调函数调用该函数传入的参数则是实参。

接下来说说他们的区别：

1、形参是出现在函数定义中，当出了这个函数体的范围时，即被调函数结束返回主调函数时，则不能再被使用了，因为当他被调用时才分配内存单元，调用结束时即刻释放资源。同样的，当实参将值传递给了形参，在被调函数中，实参也不能被操作。

2、函数调用中数据的传递只能是单向的。且由实参传递给形参，不能形参反向传递值给实参。因此在被调函数中无论形参怎么被“蹂躏”，实参都不会有任何影响（该项只限于实参和形参不是指针类型）。

3.当实参和形参为指针类型时，传递的是内存地址，即在被调函数中使用的是实参本色，此时形参发生改变会导致实参的值也发生改变。

2.范式

首先呢，范式分为：第一范式、第二范式和第三范式三种。层层递进，一层比一层严谨。

要区分一个关系模型为哪种范式，首先要判断该关系的每个字段是否是不可再分割的。如果这个条件都不满足，那么它将不是任何一个范式。

说明一下，在任何一个关系数据库中，第一范式是最低要求，数据库不是excel，不能对单元格进行多个拆分，如果连第一范式都无法满足，则这个表无法成型，就不是关系数据库。

其次，要分清一个关系模型属于哪个范式，要先理解3个函数依赖概念，分别是完全函数依赖，部分函数依赖和传递函数依赖。

函数依赖的定义是：当X值确定，则Y值必确定，称作Y函数依赖于X

完全函数依赖：如果X只是一个属性，则Y函数依赖X的同时也是完全函数依赖。当X是一个属性组（比如复合主键），无论X的哪一个真子集确定，都无法确定Y的值，则称作Y完全函数依赖于X。

部分函数依赖：X是一个属性组，并且当X的某一个真子集确定时，Y的值也随之确定，且Y依赖于X。再称作Y部分函数依赖于X。

传递函数依赖：Y函数依赖于X，Z函数依赖于Y，并且X、Y没有任何依赖关系，且Y不是X的真子集，则称作Z传递函数依赖于X。

（通俗一点……X确定了Y，而Z又由Y来确定，然而X、Y又一毛钱关系都没有，所以最后Z的值，还是需要通过X来确定的Y的值，随后再通过Y确定。）

第一范式

这个表格1最基本的，随处可见，这就不满足第一范式，因为销售字段是可再分割的，当其改为表格2，则满足了第一范式的要求。

表格1
学生姓名	课程
学生姓名	课程名	成绩
...	...	...

表格2
学生姓名	课程名	成绩
...	...	...

第二范式

第二范式是在第一范式的基础上，再进行一次划分，消除了非主属性对码的部分函数依赖，使得所有属性完全依赖于主键。

还是用表格2来说，这个表格属于第一范式，但为什么不属于第二范式？

原因是因为它没有主键，没有一个属性确定之后，能精确到一笔记录。如表格3，确定学生姓名为“张三”之后就能精确到哪一条记录了吗？显而易见是并不能的，这就没有达成第二范式的要求，没有让所有的属性都完全依赖于主键。可以添加一个列属性“编号”，这样就可以满足第二范式。因为编号唯一，当编号确定，则可以精确定位到哪一条数据。

表格3
学生姓名	课程名	成绩
张三	my sql	80
张三	ORACAL	80
李四	MySQL	80
...	...	...

表格4
编号	学生姓名	课程名	成绩
1	张三	MySQL	80
2	张三	ORACAL	80
3	李四	MySQL	80
...	...	...	...

其次我们再来说说，如果精确的判定一个关系模型是否为第二范式。

第一步：找出关系中的所有的码（表中可以唯一确定一个元组的某个属性（或者属性组），如果有多个，则都成为候选码）。

第二步：除去那些码，判断剩下的所有非主属性，是否对码完全函数依赖，如果是，则符合第二范式，反之则不是。

第三范式

第三范式消除了非主属性对码的传递函数依赖。

例如表格5，学号能唯一确定一个元组，但是元组中的每个非主属性就没有依赖于其他非主属性了吗？

显然是没有的，学号是单个关键字，所以不存在传递函数依赖，即满足第二范式，但是他一定满足第三范式了吗？

第三范式解决的问题是第二范式带来的插入、删除异常、数据冗余度大河修改复制等问题。表格5有没有数据冗余呢？

从数据上来看，关系中的（所在系，系名字，系地址）是存在一定的冗余的，且所在系依赖于学号，而系名字和系地址是依赖于所在系的，由此可以得出，系名字和系地址，存在传递函数依赖。

改成表格6和表格7，则满足第三范式。

表格5
学号	姓名	所在系	系名字	系地址
1	张三	Computer	计算机系	教学楼3号
2	李四	Computer	计算机系	教学楼3号
3	王五	Math	数学系	教学楼2号
...	...	...	...	...

表格6
学号	姓名	所在系
1	张三	Computer
2	李四	Computer
3	王五	Math

表格7
所在系	系名字	系地址
Computer	计算机系	教学楼3号
Math	数学系	教学楼2号

总结一下，第二范式消除了部分函数依赖，第三范式消除了传递函数依赖。

说个题外话，反范式。

数据库的范式设计是为了减少数据冗余，减少数据的插入、修改和删除异常，让数据各司其职，分工更加明确，数据组织更加和谐。

但是这样在开发过程中一定就更方便使用了吗？

当数据库设计严格按照第三范式来设计时，表会越来越多，而表多带来的问题则是查询时要不断的连接多个表，增加了查询语句的复杂度和数据库的查询性能。第三范式可以说是牺牲了性能（时间）来换取空间。

反范式就是不遵守范式，增加一些冗余，来提高查询速度。但也并不是不能完全不遵守范式，毕竟这个东西设计出来并流传下来，好处是毋庸置疑的，让关系数据库更加稳定。

所以个人觉得，开发过程中，如果一些数据频繁查询，且不在同一张表，可以考虑反范式设计，即在第三范式的基础上，适当的添加一些冗余，这样无论是数据结构还是可读性都取了一个折中点。

举个例子：有3个关系模型分别是客户、商品和销售记录

客户（客户编码，客户名，手机号，地址）

商品（商品编码，商品名，价格）

销售记录（流水号，客户编码，商品编码，销售数量，销售时间）

当我们要查询某个时间，各客户购买的商品记录，所编写的SQL语句如下：

SELECT C.客户名,B.商品名
       SUM(A.销售数量) AS 购买总数
       SUM(A.销售数量 * B.价格) AS 消费金额
  FROM 销售记录 A
  left join 商品 B ON A.商品编码=B.商品编码
  LEFT JOIN 客户 C ON A.客户编码=C.客户编码
 WHERE TO_CHAR(A.销售时间,'YYYY') = 2018 
 GROUP BY A.商品编码,A.客户编码,C.客户名,B.商品名

这样一看似乎并不是多复杂，但如果表更多了呢？多了一个进货信息表要查询利润呢？多了一个客户会员制度要查询该客户下个月的打折折扣呢？是不是感觉一瞬间就麻烦了起来。

所以这3个关系，如果能在销售记录关系中加以修改，增加适当的冗余不再遵循3范式。

销售记录（流水号，客户编码，客户名，商品编码，商品名，销售数量，销售时间）

这样我们从这一个表格，就能算出以上所需要的数据，不再需要连接商品和客户两个表。

当然了，具体的反范式设计还是需要根据实际情况来选择，不能一味的为了追求查询效率而乱添加冗余，毕竟提高数据库的性能，并不只是靠反范式，还有很多方法，比如索引，比如视图，比如oracle的parallel模式等等。

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