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正規化は「引っ越しの断捨離」だ ─ 1NF・2NF・3NFを3分で完全理解

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SQL
正規化
データエンジニア
idea

この記事の目的

「このテーブル、第三正規形になってないね」

会議でエンジニアがそう言った瞬間、あなたは何食わぬ顔でうなずいた。内心は「？？？」だったけど。

正規化。データベースの話になると必ず出てくる。1NF、2NF、3NF...。数字が増えるほどエラそうだけど、違いがわからない。

大丈夫。この記事を読み終えれば、3つの正規形を二度と混同しない。

TL;DR（30秒で分かるまとめ）

正規形 やること 語呂合わせ
1NF 1つのマスに1つの値 「1マス1個」
2NF 主キーの「一部」に依存するものを追い出す 「2度手間をなくす」
3NF 主キー「以外」に依存するものを追い出す 「3角関係を解消」

正規化を「引っ越しの断捨離」で理解する

あなたは引っ越しをすることになった。

荷物を整理しながら、3段階で部屋をキレイにしていく。これが正規化だ。

第一正規形（1NF）：「1マス1個」

散らかった状態（正規化前）

引っ越し前のあなたの部屋。1つの引き出しに、いろんなものがごちゃ混ぜ。

【ダメな例：1つのセルに複数の値】

┌────────┬─────────────────────────┐
│ 社員名 │ 担当プロジェクト          │
├────────┼─────────────────────────┤
│ 田中   │ A案件, B案件, C案件      │  ← 1マスに3つ入ってる！
│ 鈴木   │ B案件, D案件             │  ← 1マスに2つ入ってる！
└────────┴─────────────────────────┘

1NFで整理した状態

「1マス1個」のルールを適用。

【第一正規形（1NF）】

┌────────┬──────────────────┐
│ 社員名 │ 担当プロジェクト   │
├────────┼──────────────────┤
│ 田中   │ A案件            │  ← 1マス1個！
│ 田中   │ B案件            │  ← 1マス1個！
│ 田中   │ C案件            │  ← 1マス1個！
│ 鈴木   │ B案件            │  ← 1マス1個！
│ 鈴木   │ D案件            │  ← 1マス1個！
└────────┴──────────────────┘

語呂合わせ：「1（イチ）マス1（イチ）個」

1NF → 1マス1個

1つのセルには1つの値だけ。カンマ区切りで複数入れちゃダメ。

第二正規形（2NF）：「2度手間をなくす」

1NFだけど、まだ問題がある状態

1NFは達成した。でも、よく見ると同じ情報を何度も書いている。

【1NFだけど2NFじゃない例】

主キー = 社員ID + プロジェクトID（複合キー）

┌────────┬────────────┬────────────┬────────────┐
│ 社員ID │ プロジェクト │ 社員名     │ 担当時間   │
├────────┼────────────┼────────────┼────────────┤
│ 001    │ A案件       │ 田中太郎   │ 40時間    │
│ 001    │ B案件       │ 田中太郎   │ 20時間    │  ← 「田中太郎」また書いてる！
│ 001    │ C案件       │ 田中太郎   │ 30時間    │  ← 「田中太郎」また書いてる！
│ 002    │ B案件       │ 鈴木花子   │ 50時間    │
└────────┴────────────┴────────────┴────────────┘
               ↑
      「社員名」は「社員ID」だけで決まる
      （プロジェクトIDは関係ない）

「田中太郎」という名前が3回も出てくる。これ、田中さんが結婚して名字が変わったら、3箇所直さないといけない。2度手間どころか3度手間だ。

2NFで整理した状態

「主キーの一部だけで決まるもの」を別テーブルに追い出す。

【第二正規形（2NF）】

【社員テーブル】
┌────────┬────────────┐
│ 社員ID │ 社員名     │
├────────┼────────────┤
│ 001    │ 田中太郎   │  ← 1回だけ！
│ 002    │ 鈴木花子   │  ← 1回だけ！
└────────┴────────────┘

【担当テーブル】
┌────────┬────────────┬────────────┐
│ 社員ID │ プロジェクト │ 担当時間   │
├────────┼────────────┼────────────┤
│ 001    │ A案件       │ 40時間    │
│ 001    │ B案件       │ 20時間    │
│ 001    │ C案件       │ 30時間    │
│ 002    │ B案件       │ 50時間    │
└────────┴────────────┴────────────┘

語呂合わせ：「2度手間をなくす」

2NF → 2度手間をなくす

同じ情報を何度も書く無駄を排除。主キーの一部に依存するものは別テーブルへ。

第三正規形（3NF）：「3角関係を解消」

2NFだけど、まだ問題がある状態

2NFは達成した。でも、まだ変な依存関係が残っている。

【2NFだけど3NFじゃない例】

主キー = 社員ID

┌────────┬──────────┬──────────┬──────────────┐
│ 社員ID │ 社員名   │ 部署ID   │ 部署名       │
├────────┼──────────┼──────────┼──────────────┤
│ 001    │ 田中太郎 │ D01      │ 営業部      │
│ 002    │ 鈴木花子 │ D01      │ 営業部      │  ← 「営業部」また書いてる！
│ 003    │ 山田次郎 │ D02      │ 開発部      │
└────────┴──────────┴──────────┴──────────────┘

  社員ID → 部署ID → 部署名
     ↑         ↑
   主キー    主キーじゃないのに
             部署名を決めてる！

「部署名」は「社員ID」が直接決めているんじゃない。「部署ID」が決めている。

これは3角関係だ。

    社員ID ─────→ 部署ID
       │            │
       │            ↓
       └─ ─ ─ ─→ 部署名

「社員ID → 部署ID → 部署名」という三角形の関係

3NFで整理した状態

「主キー以外に依存するもの」を別テーブルに追い出す。

【第三正規形（3NF）】

【社員テーブル】
┌────────┬──────────┬──────────┐
│ 社員ID │ 社員名   │ 部署ID   │
├────────┼──────────┼──────────┤
│ 001    │ 田中太郎 │ D01      │
│ 002    │ 鈴木花子 │ D01      │
│ 003    │ 山田次郎 │ D02      │
└────────┴──────────┴──────────┘

【部署テーブル】
┌────────┬──────────────┐
│ 部署ID │ 部署名       │
├────────┼──────────────┤
│ D01    │ 営業部      │  ← 1回だけ！
│ D02    │ 開発部      │  ← 1回だけ！
└────────┴──────────────┘

語呂合わせ：「3角関係を解消」

3NF → 3角関係を解消

「A → B → C」という三角形の依存関係を断ち切る。主キー以外に依存するものは別テーブルへ。

図解：3つの正規形を一枚で

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     正規化の3ステップ                       │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

【正規化前】ゴミ屋敷状態
┌─────────────────────────────────────────┐
│ 1つのマスに複数の値がゴチャゴチャ        │
│ 同じ情報があちこちに重複                 │
│ 変な依存関係がグチャグチャ               │
└─────────────────────────────────────────┘
                    │
                    ▼ 「1マス1個」
┌─────────────────────────────────────────┐
│ 【1NF】繰り返しの排除                    │
│                                         │
│   1つのセルには1つの値だけ               │
└─────────────────────────────────────────┘
                    │
                    ▼ 「2度手間をなくす」
┌─────────────────────────────────────────┐
│ 【2NF】部分関数従属の排除                │
│                                         │
│   主キーの「一部」に依存するものを分離   │
└─────────────────────────────────────────┘
                    │
                    ▼ 「3角関係を解消」
┌─────────────────────────────────────────┐
│ 【3NF】推移的関数従属の排除              │
│                                         │
│   主キー「以外」に依存するものを分離     │
└─────────────────────────────────────────┘

ストーリーで覚える語呂合わせ

引っ越しの日。あなたは荷物を整理している。

**「1マス1個」**で、ごちゃ混ぜの引き出しを整理した。（1NF達成）

すると、同じ本が3冊出てきた。**「2度手間をなくす」**ために、2冊は捨てた。（2NF達成）

さらに片付けると、友達から借りたまま返してない本を発見。**「3角関係を解消」**するために、ちゃんと返すことにした。（3NF達成）

1マス1個 → 2度手間なくす → 3角関係解消

この順番で覚えれば、もう忘れない。

まとめ

正規形 何を排除？ どう覚える？
1NF 繰り返し（1セルに複数値） 1マス1個
2NF 主キーの一部への依存 2度手間をなくす
3NF 主キー以外への依存 3角関係を解消

最後に

正規化の目的は、**「同じ情報を何度も書かない」**こと。

なぜそれが大事か？

  • データを更新するとき、1箇所直せば済む
  • 矛盾したデータが生まれない
  • ストレージの無駄遣いを防げる

次にエンジニアが「第三正規形」と言ったら、こう返してみよう。

「三角関係は解消しないとね」

...たぶんウケる。たぶん。

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