第 2 正規形

このレッスンで分かること

部分関数従属とは何か

複合主キーを持つテーブルが直面する 2NF の問題

2NF に進む具体的なリファクタ手順

第2正規形とは

部分関数従属を排除し複合キーの依存を整理する。本レッスンでは、第2正規形の基本から実際の使いどころまでを整理し、現場で迷わず使える形に落とし込みます。

2NF の定義

第 2 正規形 (2NF) とは、1NF を満たしつつ、主キーの全体に対して関数従属している 状態を指します。逆に言えば、主キーの一部だけで決まる列があれば 2NF 違反です。これを 部分関数従属 (Partial Functional Dependency) と呼びます。

2NF は 複合主キーを持つテーブル でのみ問題になります。単一カラムの主キーなら、すでに 2NF を満たしています。

違反例

注文明細テーブルを考えます。主キーは (order_id, product_id) の複合キーです。

order_id	product_id	quantity	product_name	product_price
1	100	2	Apple	500
1	200	3	Banana	300
2	100	1	Apple	500

ここで関数従属を書き出します。

(order_id, product_id) -> quantity — 主キー全体が決まれば数量が決まる（OK）
product_id -> product_name — 商品 ID だけで商品名が決まってしまう（部分従属）
product_id -> product_price — 商品 ID だけで価格が決まる（部分従属）

product_name と product_price は 主キーの一部 だけで決まっています。これが 2NF 違反です。

何が起きるか

商品名を変更したい場合、その商品を含む全注文行を更新する必要がある
まだ注文されていない商品を登録できない（挿入異常）
ある商品の全注文を削除すると、商品マスタが消える（削除異常）

これは「ユーザー情報を注文行に書いていた」例と同じ構造の問題です。

2NF に直す手順

diagram (will load when visible)

部分従属している列を 別テーブル に切り出します。

SQL クエリ

-- 違反前
CREATE TABLE order_items (
  order_id INT,
  product_id INT,
  quantity INT,
  product_name VARCHAR(50),
  product_price INT,
  PRIMARY KEY (order_id, product_id)
);

-- 違反後（2NF）
CREATE TABLE products (
  id INT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(50),
  price INT
);
CREATE TABLE order_items (
  order_id INT,
  product_id INT,
  quantity INT,
  PRIMARY KEY (order_id, product_id),
  FOREIGN KEY (product_id) REFERENCES products(id)
);

これで product_name の変更は products の 1 行更新で済み、まだ注文されていない商品の登録も可能になります。

よくある間違い

価格は商品マスタに置いていいのか

「注文時点の価格」と「現在の商品価格」は本来別物です。マスタの価格を直接参照すると、過去の注文額が変わってしまいます。order_items には unit_price を スナップショット として保持するのが定石です。

SQL クエリ

CREATE TABLE order_items (
  order_id INT,
  product_id INT,
  quantity INT,
  unit_price INT,  -- 注文時点の価格を記録
  PRIMARY KEY (order_id, product_id)
);

これは 2NF 違反ではありません。unit_price は (order_id, product_id) の組に従属しているからです。「いつの値か」が違えば別の属性 という発想です。

単一主キーなら 2NF を気にしなくていい

id 一本の主キーなら部分従属は定義上ありえません。実務では代理キー id を使うことで、2NF を自動的にクリアできます。だからこそ複合主キーには注意が必要です。

「主キーの一部だけで決まる列がないか」を毎回チェックする習慣をつけよう。

関数従属図の書き方

設計レビューでは、矢印を使って従属関係を可視化します。

プレーンテキスト

(order_id, product_id) --> quantity
                          --> unit_price
product_id --------------> name
                          --> price
order_id ----------------> user_id
                          --> created_at

主キーの一部から伸びる矢印があれば、そこが切り出し候補です。

トレードオフ

2NF に進むと JOIN が増えます。商品名を取得するには order_items と products の結合が必要です。読み取りが多いシステムでは、ビューやマテリアライズドビューで対処します。

やってみよう

order_items に category カラムを足すと 2NF 違反か考える（答え：商品カテゴリは product_id で決まるので違反）
自分のプロジェクトで複合主キーを持つテーブルを洗い出す
各カラムが「主キー全体」「主キー一部」のどちらに従属しているか書き分ける

よくある質問

Q. なぜ正規化するのですか？

A. データの重複を排除し、更新時の不整合（更新異常・挿入異常・削除異常）を防ぐためです。第 3 正規形まで適用すると保守性が大きく上がります。一方で JOIN が増えるため、検索性能と保守性のバランスで非正規化することもあります。

Q. 1NF と 2NF の違いは？

A. 1NF は「各セルが単一値」、2NF は「主キーの一部だけに依存するカラムをテーブル分割」する形です。複合キーの片方だけに紐づく属性は別テーブルに切り出すと 2NF になります。1NF を満たさないと 2NF 以降の議論はできません。

Q. 全部正規化すれば最適ですか？

A. 理想ですが、JOIN が増えてパフォーマンスが落ちる場面では非正規化（カラム複製、計算結果のキャッシュ）も有効です。OLTP は 3NF、レポーティング用 DWH はスタースキーマ（非正規化）と、用途で使い分けるのが現代的なアプローチです。

次のレッスン

次は 第3正規形 で、部分関数従属を排除し複合キーの依存を整理するを学びます。

事前確認 — 進む前に次の 3 つができることを確認しましょう。

第2正規形の要点を自分の言葉で説明できる
このレッスンの最小コード (または操作手順) を見ずに書ける
練習問題やクイズで間違えた箇所を読み直して理解した

理解度チェック (30 秒)

Q. 第2正規形とは何か、1 文で説明してください。

この章のポイント

A. 本文の「このレッスンで分かること」または冒頭の説明文を見直し、自分の言葉で要約できれば OK。詰まったら本レッスンの最初の H2 セクションを読み返してみましょう。

関連レッスン