第四范式 (4NF) 是数据库规范化的一种形式，它建立在第三范式 (3NF) 的基础上，旨在消除数据库中的多值依赖。
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多值依赖 发生在关系型数据库中，当一个属性的值与另一个属性的多个值相关联时。这意味着，对于一个属性的特定值，另一个属性可以有多个不同的值，并且这些值之间没有直接的依赖关系。
4NF 的要求：
- 关系必须满足第三范式 (3NF) 的所有要求。
- 关系中不能存在任何非平凡的多值依赖。
非平凡的多值依赖 指的是，除了候选键以外，一个属性的多值依赖于另一个属性。
举例：
假设我们有一个关系 课程，其中包含以下属性：
- 课程编号 (课程ID)
- 课程名称
- 教师姓名
- 教材名称
在这个关系中，一个课程可以有多个教师和多个教材。这意味着，教师姓名 和 教材名称 属性都多值依赖于 课程编号 属性。例如，课程编号为 “CS101” 的课程，可能由 “张老师” 和 “李老师” 共同授课，并使用 “教材A” 和 “教材B”。
问题：
这个关系违反了 4NF，因为它存在非平凡的多值依赖：
教师姓名多值依赖于课程编号教材名称多值依赖于课程编号
解决方法：
为了满足 4NF，我们需要将这个关系分解成两个新的关系：
- 课程教师 (课程ID, 教师姓名)
- 课程教材 (课程ID, 教材名称)
这样，每个关系中都只存在一个多值依赖，并且该依赖是基于候选键的。
4NF 的优点：
- 减少数据冗余
- 提高数据一致性
- 简化数据维护
4NF 的缺点：
- 可能需要创建更多的关系
- 可能导致查询变得更加复杂
总结：
第四范式 (4NF) 是数据库规范化的一种高级形式，它通过消除多值依赖来提高数据完整性和一致性。虽然 4NF 可以带来一些好处，但它也可能导致数据库设计变得更加复杂。因此，在实际应用中，需要权衡利弊，决定是否使用 4NF。
