嵌入式软件工程师面试题——2025校招社招通用(数据库篇)（三十五）

发布时间：2024年01月24日

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1.数据库三大范式精讲

答案：

第一范式
在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。 所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。
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如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。
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简而言之， 第一范式就是无重复的列。
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第二范式
第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。
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为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。这个惟一属性列被称为主关键字或主键、主码。 第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。
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所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一 部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。
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简而言之， 第二范式就是非主属性非部分依赖于主关键字。
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第三范式
满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。
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例如， 存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（ dept_id ）、部门名称、部门简介等信息。那么 在员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表 中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（ 3NF ）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。
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简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。
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2.数据库三大范式精要总结

答案：

（1）简单归纳：
第一范式（1NF）：字段不可分；
第二范式（2NF）：有主键，非主键字段依赖主键；
第三范式（3NF）：非主键字段不能相互依赖。
（2）解释：
1NF：原子性。 字段不可再分,否则就不是关系数据库;；
2NF：唯一性 。一个表只说明一个事物；
3NF：每列都与主键有直接关系，不存在传递依赖。
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3.MySQL中有哪些索引？有什么特点？

答案：

  • 普通索引：仅加速查询
  • 唯一索引：加速查询 + 列值唯一（可以有null）
  • 主键索引：加速查询 + 列值唯一（不可以有null）+ 表中只有一个
  • 组合索引：多列值组成一个索引，专门用于组合搜索，其效率大于索引合并
  • 全文索引：对文本的内容进行分词，进行搜索
  • 索引合并：使用多个单列索引组合搜索
  • 覆盖索引：select的数据列只用从索引中就能够取得，不必读取数据行，换句话说查询列要被所建的索引覆盖
  • 聚簇索引：表数据是和主键一起存储的，主键索引的叶结点存储行数据(包含了主键值)，二级索引的叶结点存储行的主键值。使用的是B+树作为索引的存储结构，非叶子节点都是索引关键字，但非叶子节点中的关键字中不存储对应记录的具体内容或内容地址。叶子节点上的数据是主键与具体记录(数据内容)

4.既然索引有那么多优点，为什么不对表总的每一列创建一个索引呢？

答案：

  • 当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态的维护，这样就降低了数据的维护速度。
  • 索引需要占物理空间，除了数据表占数据空间之外，每一个索引还要占一定的物理空间，如果要建立簇索引，那么需要的空间就会更大。
  • 创建索引和维护索引要耗费时间，这种时间随着数据量的增加而增加。

5.说一下数据库表锁和行锁吧

答案：

表锁
不会出现死锁，发生锁冲突几率高，并发低。
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MyISAM在执行查询语句（select）前，会自动给涉及的所有表加读锁，在执行增删改操作前，会自动给涉及的表加写锁。
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MySQL的表级锁有两种模式：表共享读锁和表独占写锁。
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行锁
会出现死锁，发生锁冲突几率低，并发高。
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在MySQL的InnoDB引擎支持行锁，与Oracle不同，MySQL的行锁是通过索引加载的，也就是说，行锁是加在索引响应的行上的，要是对应的SQL语句没有走索引，则会全表扫描，行锁则无法实现，取而代之的是表锁，此时其它事务无法对当前表进行更新或插入操作。
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6.SQL语法中内连接、自连接、外连接（左、右、全）、交叉连接的区别分别是什么？

答案：

  • 内连接：只有两个元素表相匹配的才能在结果集中显示。
  • 外连接： 左外连接: 左边为驱动表，驱动表的数据全部显示，匹配表的不匹配的不会显示。
  • 右外连接:?右边为驱动表，驱动表的数据全部显示，匹配表的不匹配的不会显示。
  • 全外连接：连接的表中不匹配的数据全部会显示出来。
  • 交叉连接： 笛卡尔效应，显示的结果是链接表数的乘积。

7.为什么MySQL索引适用用B+树而不用hash表和B树？

答案：

  • 利用Hash需要把数据全部加载到内存中，如果数据量大，是一件很消耗内存的事，而采用B+树，是基于按照节点分段加载，由此减少内存消耗。
  • 和业务场景有段，对于唯一查找（查找一个值），Hash确实更快，但数据库中经常查询多条数据，这时候由于B+数据的有序性，与叶子节点又有链表相连，他的查询效率会比Hash快的多。
  • b+树的非叶子节点不保存数据，只保存子树的临界值（最大或者最小），所以同样大小的节点，b+树相对于b树能够有更多的分支，使得这棵树更加矮胖，查询时做的IO操作次数也更少。

8.数据库如何保证一致性？

答案：

分为两个层面来说。
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从数据库层面，数据库通过原子性、隔离性、持久性来保证一致性。也就是说ACID四大特性之中， C(一致性)是目的，A(原子性)、I(隔离性)、D(持久性)是手段，是为了保证一致性，数据库提供的手段。 数据库必须要实现 AID 三大特性，才有可能实现一致性。例如，原子性无法保证，显然一致性也无法保证。
文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_45257157/article/details/135743043
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