第4正規形（4NF）とは？多値従属性を解消するデータベース正規化の解説

第4正規形（4NF）とは？

第4正規形（4NF）は、第1正規形（1NF）、第2正規形（2NF）、第3正規形（3NF）、そしてボイス・コッド正規形（BCNF）に続く、さらに高度な正規形です。1977年にロナルド・ファジン（Ronald Fagin）によって提唱されました。

あるリレーションが第4正規形を満たすためには、まずボイス・コッド正規形（BCNF）を満たしている必要があります。その上で、1つを除いて複数の多値属性（独立した多値従属性）を含んではならないという条件を満たす必要があります。

ここでいう「多値従属性」とは、ある属性の値が決まると、それとは独立に別の属性が複数の値を取りうる関係のことです。このような関係が1つのテーブルに混在すると、データの重複や更新時の不整合が発生しやすくなります。

具体例

以下のテーブルを見てみましょう。

<映画>

このテーブルは第4正規形を満たしていません。その理由は以下の通りです。

• 同じジャンル（Listing）を持つ映画が複数存在しうる
• 1つの映画に対して複数の撮影地が存在しうる

つまり、「映画名 → 撮影地」と「映画名 → ジャンル」という2つの独立した多値従属性が同じテーブル内に共存しており、これが4NF違反となっています。この状態では、撮影地とジャンルの組み合わせが直積として増殖し、不要なデータ重複が生じます。

第4正規形への変換

そこで、多値従属性ごとにテーブルを分割します。

<映画_撮影地>

<映画_ジャンル>

このようにテーブルを分割することで、多値従属性の違反が解消され、両方のテーブルが第4正規形を満たすことになります。結果として、データの重複が減り、更新や削除の際の不整合リスクも大幅に低減されます。