Нормальные формы

1НФ, 2НФ, 3НФ

Предисловие: на большинстве собеседований спрашивают именно первые три нормальные формы. 4НФ, 5НФ и 6НФ полезны для расширения кругозора, но в практике DE/DA обычно не нужны.

Нормальные формы — это правила, как раскладывать данные по таблицам, чтобы:

• не было лишних дубликатов,
• было удобно вставлять, обновлять и удалять данные,
• изменения в одном месте не ломали всё остальное.

Если хранить всё в одной таблице, начинаются проблемы:

• одинаковые значения повторяются десятки раз;
• при обновлении данных нужно менять их сразу в нескольких местах;
• легко получить несогласованные или «сломанные» записи.

Ниже — кратко и по делу про 1НФ, 2НФ, 3НФ.

1НФ (Первая нормальная форма)

Суть: в каждой ячейке одно значение, нет списков и «массивов» в столбцах.

Что запрещено в 1НФ:

• несколько значений в одном поле;
• повторяющиеся группы столбцов.

Пример нарушения: таблица клиентов с полем phones, где лежит +7... , +7... , +7...

Как исправить: вынести телефоны в отдельную таблицу и хранить по одному значению в строке.

Как выглядят таблицы:

Таблица клиентов (1НФ):

Таблица телефонов (1НФ):

2НФ (Вторая нормальная форма)

Суть: таблица уже в 1НФ и все неключевые поля зависят от всего ключа целиком.

Когда ломается 2НФ: если ключ составной, а некоторые поля зависят только от его части.

Пример: таблица order_item(order_id, product_id, product_name, price)

• product_name и price зависят только от product_id, а не от order_id.

Как исправить: вынести информацию о продукте в отдельную таблицу product(product_id, product_name, price).

Как выглядят таблицы:

Таблица позиций заказа (2НФ):

Таблица продуктов (2НФ):

3НФ (Третья нормальная форма)

Суть: таблица в 2НФ и неключевые поля не зависят друг от друга.

Когда ломается 3НФ: если одно неключевое поле определяется другим неключевым.

Пример: таблица employee(employee_id, department_id, department_name)

• department_name зависит от department_id, а не от employee_id.

Как исправить: вынести department_name в отдельную таблицу department(department_id, department_name).

Как выглядят таблицы:

Таблица сотрудников (3НФ):

Таблица отделов (3НФ):

Итог в одном абзаце

Нормальные формы — это логика разбиения таблиц, чтобы данные были чистыми, обновлялись без боли и не содержали лишних дубликатов. На практике чаще всего достаточно понимать и уметь объяснить 1НФ, 2НФ и 3НФ.

Проще про разницу 2НФ и 3НФ (на одном примере)

Представим таблицу «Заказы товаров» с составным ключом (order_id, product_id):

2НФ — «каждое поле зависит от всего ключа»

product_name и price зависят только от product_id, а не от order_id → 2НФ нарушена.

Фикс 2НФ:

• Таблица order_item(order_id, product_id, qty)
• Таблица product(product_id, product_name, price)

3НФ — «неключевые поля не зависят друг от друга»

Если отдельно хранить заказ:

customer_name зависит от customer_id, а не от order_id → 3НФ нарушена.

Фикс 3НФ:

• Таблица orders(order_id, customer_id)
• Таблица customer(customer_id, customer_name)