第五正規化
關係數據庫設計的第五範式 (5NF)，又稱投影-連接範式（project-join normal form，PJ/NF）是數據庫規範化的一個級別，以去除多個關係之間的語義相關。一張表滿足第五範式當且僅當它的每個連接依賴可由候選鍵推出。
R連接依賴於 *{A, B, … Z}，定義為A, B, … Z都是R的屬性的子集，且A, B, … Z的連接（join）等於R。R上的連接依賴 *{A, B, … Z}可由R的候選鍵推出，當且僅當A, B, …, Z的每一個都包含了R的超鍵。[1]
表T滿足第五範式意味着它不能被無損分解為幾個更小的表。分解後的每個小表與表T擁有相同的候選鍵的情形被排除不予考慮（作為平凡情形）。
第五範式於1979年由Ronald Fagin在會議論文Normal forms and relational database operators中首次提出。[2]
例子 編輯
考慮下例：
| Traveling Salesman（上門推銷員） | Brand（品牌） | Product Type（產品類型） |
|---|---|---|
| Jack Schneider | Acme | Vacuum Cleaner |
| Jack Schneider | Acme | Breadbox |
| Mary Jones | Robusto | Pruning Shears |
| Mary Jones | Robusto | Vacuum Cleaner |
| Mary Jones | Robusto | Breadbox |
| Mary Jones | Robusto | Umbrella Stand |
| Louis Ferguson | Robusto | Vacuum Cleaner |
| Louis Ferguson | Robusto | Telescope |
| Louis Ferguson | Acme | Vacuum Cleaner |
| Louis Ferguson | Acme | Lava Lamp |
| Louis Ferguson | Nimbus | Tie Rack |
三列共同組成了主鍵。該表也滿足第四範式，因為不存在多值依賴：沒有列（顯然該列自身不是候選鍵）可由其它兩列確定。
如果沒有任何規則限制上門推銷員、品牌、產品類型的組合，那麼上述三個屬性的表對描述這些數據是必須的。但是，如果假定存在下述規則：如果上門推銷員經營某個品牌與某個產品類型，那麼該推銷員必須經營該品牌製造的該產品類型的商品。這種情形下，可以把上表分為三個表：
| Traveling Salesman（上門推銷員） | Product Type（產品類型） |
|---|---|
| Jack Schneider | Vacuum Cleaner |
| Jack Schneider | Breadbox |
| Mary Jones | Pruning Shears |
| Mary Jones | Vacuum Cleaner |
| Mary Jones | Breadbox |
| Mary Jones | Umbrella Stand |
| Louis Ferguson | Telescope |
| Louis Ferguson | Vacuum Cleaner |
| Louis Ferguson | Lava Lamp |
| Louis Ferguson | Tie Rack |
| Traveling Salesman（上門推銷員） | Brand（品牌） |
|---|---|
| Jack Schneider | Acme |
| Mary Jones | Robusto |
| Louis Ferguson | Robusto |
| Louis Ferguson | Acme |
| Louis Ferguson | Nimbus |
| Brand（品牌） | Product Type（產品類型） |
|---|---|
| Acme | Vacuum Cleaner |
| Acme | Breadbox |
| Acme | Lava Lamp |
| Robusto | Pruning Shears |
| Robusto | Vacuum Cleaner |
| Robusto | Breadbox |
| Robusto | Umbrella Stand |
| Robusto | Telescope |
| Nimbus | Tie Rack |
在這種情形下，上門推銷員Louis Ferguson不可能拒絕銷售由ACME製造的真空吸塵器（Vacuum Cleaner），如果他推銷Acme的其它類型的產品也推銷其它品牌的真空吸塵器。
注意這種方式是如何去除數據冗餘。假設經營麵包箱與真空吸塵器的上門推銷員Jack Schneider開始新增銷售Robusto品牌。在最初的那張表中，需要增加兩行： (<Jack Schneider, Robusto, Breadboxes>, <Jack Schneider, Robusto, Vacuum Cleaners>)。而在分解後的三張表的設計中，僅需要在表「Brands By Traveling Salesman」中增加一行：(<Jack Schneider, Robusto>)。
用途 編輯
僅在很少情況下滿足第四範式的表可能會不滿足第五範式。這發生在複雜的真實世界的約束限定了屬性的有效組合，但不能在滿足第四範式的表的結構中體現出來。這種表如果不能規範化為第五範式，就需要應用程序通過插入、修改、刪除等操作來維護表中的數據的邏輯一致性。相反，滿足第五範式的表的設計排除了這種不一致性。
參見 編輯
參考文獻 編輯
- ^ Analysis of normal forms for anchor-tables (PDF). [2017-02-25]. （原始內容 (PDF)存檔於2016-12-03）.
- ^ S. Krishna. Introduction to Data Base and Knowledge Base Systems. 1991. ISBN 9810206208.
The fifth normal form was introduced by Fagin
進一步閱讀 編輯
- Kent, W. (1983) A Simple Guide to Five Normal Forms in Relational Database Theory （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Communications of the ACM, vol. 26, pp. 120–125
- Date, C.J., & Darwen, H., & Pascal, F. Database Debunkings （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- Darwen, H.; Date, C. J.; Fagin, R. A normal form for preventing redundant tuples in relational databases. Proceedings of the 15th International Conference on Database Theory - ICDT '12 (PDF). 2012: 114–126 [2017-02-25]. ISBN 9781450307918. doi:10.1145/2274576.2274589. （原始內容 (PDF)存檔於2012-07-12）.