BCNF范式的判断和分解

BCNF范式的判断和分解首先 怎么判断一个关系是不是 BCNF 范式 简单来说 对于一个关系 R 每个函数依赖 X Y 的左侧都包含关系 R 的码 也就是说每个函数依赖的左侧都是关系 R 的一个超码 那么这个关系 R 是 BCNF 范式的 另一种判断方式是 对每个函数依赖 X Y 的左侧求闭包 如果对于每一个函数依赖 左侧的闭包都包含关系 R 中的所有属性 那么这个关系 R 是 BCNF 范式的 反之 用以上方法判断时 如果出现函数依赖不满足以上条件 那么就存在违背 BCNF 范式的情况 这个关系 R 就不是 BCNF 范式的 现在 我们有一个关系 R 和它一个函

首先,怎么判断一个关系是不是BCNF范式?

简单来说,对于一个关系R,每个函数依赖X→Y的左侧都包含关系R的码,也就是说每个函数依赖的左侧都是关系R的一个超码,那么这个关系R是BCNF范式的。

另一种判断方式是,对每个函数依赖X→Y的左侧求闭包,如果对于每一个函数依赖,左侧的闭包包含关系R中的所有属性,那么这个关系R是BCNF范式的。

反之,用以上方法判断时,如果出现函数依赖不满足以上条件,那么就存在违背BCNF范式的情况, 这个关系R就不是BCNF范式的。

 

现在,我们有一个关系R和它一个函数依赖集合S,那么我们怎么把R分解成BCNF范式的关系呢?

1.  首先根据以上办法判断R是不是BCNF范式,如果是的话,那么以下步骤不需要。

2. 如果存在违背BCNF的函数依赖,任取其中一个,假设我们取X→Y, 计算X的闭包X+(本文中的+都应该是上角标),则R1=X+, R2=X∪(R-X+)。

3. 分别计算R1和R2的函数依赖集合S1和S2。

4. 判断R1和R2 是不是BCNF范式,如果不是,根据其对应的函数依赖集合,重复2,3,4步骤,继续进行分解,直到分解后的关系遵循BCNF范式。

 

下面,我们以一个例子来说明以上这个BCNF分解算法怎么使用?

假设我们有一个关系表R={A,B,C,D,E,F,G},它的函数依赖集合为S={A→B, C→E,CD→F, F→G}。

{A,C,D} 是这个表的码。

A 姓名 B 系 C 课程 D 年份 E 学分 F 教师 G 办公室
小明 计算机系 数据库 2021 5 张三 B123
小明 计算机系 C语言 2020 5 张三 B123
小红 电子系 网络基础 2020 5 李四 A123
小花 软件系 数据库 2020 5 王五 A112
小花 软件系 网络基础 2021 5 李四 A123
小白 电子系 高等数学 2020 2 赵六 C123
小胖 计算机系 C语言 2019 5 周七 B112
小强 软件系 高等数学 2020 2 赵六 C123
小林 计算机系 英语 2020 5 田八 D123

按照以上步骤对R进行分解:

1. 首先对每一个函数依赖的左侧求闭包,找出违反BCNF的依赖。 

S={A→B, C→E,CD→F, F→G}

A→B: {A}+={A,B}

C→E:{C}+={C,E}

CD→F:{CD}+={C,D,E,F,G}

F→G:{F}+={F,G}

可以看出,这四个依赖都违反了BCNF,任取其中一个进行下面的步骤,这里以CD→F为例。

2. R1={CD}+={C,D,E,F,G},R2={C,D}∪{R-{CD}+}={A,B,C,D} .

3.找出R1 和R2的 函数依赖集合S1和S2, 这是由原关系R的函数依赖集合S得到的。

对于R1={C,D,E,F,G}, S1={C→E, CD→F, F→G}

对于R2={A,B,C,D}, S2={A→B}

4. 对S1和S2,重复步骤1,判断R1和R2是不是遵循BCNF范式。

这里,R2违反了BCNF范式。所以我们取它的A→B,进一步求出它分解得到的两个关系。

R3={A}+={A,B}, R4={A}∪{R-{A}+}={A,C,D}

5. 判断R3和R4是不是符合BCNF, 对于R4,不存在任何的函数依赖,这也可以说明R4是BCNF范式的。

所以R={A,B,C,D,E,F,G},我们分解成了R1={C,D,E,F,G},R3={A,B}, R4={A,C,D}。

到此所有分解后的关系都遵循BCNF,可以结束分解,否则需要继续重复以上步骤。

 

另外,如果不做以上过程,想要直接得出分解后的结果,有一个非常容易的小技巧。

如果R不遵循BCNF范式,只需任取一个违反BCNF的函数依赖,分解后的关系R1包含这个函数依赖的所有属性(箭头左右都包括),R2包括R中除掉这个函数依赖右侧属性的其他所有属性。再继续对R1和R2分解直至所有的表都是BCNF的。这个过程和上一个方法可能不一样,但是最终结果的所有表都是一样的。

希望能够将步骤写的尽可能详细,可能有些啰嗦,如果能够理解分解过程,就会容易很多。 

如有错误,欢迎指正。

 

 

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