【大数据存储与处理】实验四 MongoDB 文档操作

实验四 MongoDB 文档操作

【实验目的】：

掌握 MongoDB CRUD 基本操作；
掌握 MongoDB 插入文档
掌握 MongoDB 更新文档
掌握 MongoDB 删除文档
掌握 MongoDB 删除集合。

【实验内容与要求】：

MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功

能最丰富，最像关系数据库的。

文档的数据结构和 JSON 基本一样。

所有存储在集合中的数据都是 BSON 格式。

BSON 是一种类 json 的一种二进制形式的存储格式,简称 Binary JSON。

1.使用 find() 方法进行文档基本查询

语法格式如下：

db.collection.find(query,projection)

参数说明：

query ：可选，使用查询操作符指定查询条件

projection ：可选，使用投影操作符指定返回的键。查询时返回文档中所有键值，

只需

省略该参数即可（默认省略）。

2.文档查询条件的使用

操作

格式

范例

RDBMS 中的类似语句

等于

{<key>:<valu

e>}

db.col.find({"by":"x"}

).pretty()

where by = 'x'

小于

{<key>:{$lt:<

value>}}

db.col.find({"likes":{

$lt:50}}).pretty()

where likes < 50

小于或

等于

{<key>:{$lte:

<value>}}

db.col.find({"likes":{

$lte:50}}).pretty()

where likes <= 50

大于

{<key>:{$gt:

<value>}}

db.col.find({"likes":{

$gt:50}}).pretty()

where likes > 50

大于或

等于

{<key>:{$gte

:<value>}}

db.col.find({"likes":{

$gte:50}}).pretty()

where likes >= 50

不等于

{<key>:{$ne:

<value>}}

db.col.find({"likes":{

$ne:50}}).pretty()

where likes != 50

3.特定类型查询

针对特定类型的文档进行查询，如查询键为 NULL 的空文档

4.聚合查询

MongoDB 中聚合(aggregate)主要用于处理数据(诸如统计平均值,求和等)，并返回计算后

的数据结果。db.collection.aggregate()是基于数据处理的聚合管道，每个文档通过一个由多个

阶段（stage）组成的管道，可以对每个阶段的管道进行分组、过滤等功能，然后经过一系列

的处理，输出相应的结果。

$sum

计算总和。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id :

" $by_user", num_tutorial : {$ sum :

"$likes"}}}])

$avg

计算平均值

db.mycol.aggregate([{$group : {_id :

" $by_user", num_tutorial : {$ avg :

"$likes"}}}])

$min

获取集合中所有文档

对应值得最小值。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id :

" $by_user", num_tutorial : {$ min :

"$likes"}}}])

$max

获取集合中所有文档

对应值得最大值。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id :

" $by_user", num_tutorial : {$ max :

"$likes"}}}])

$push

在结果文档中插入值

到一个数组中。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id :

" $by_user", url : {$ push: "$url"}}}])

$addToSet 在结果文档中插入值

到一个数组中，但不

创建副本。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id :

" $by_user", url : {$ addToSet :

"$url"}}}])

$first

根据资源文档的排序

获取第一个文档数

据。

db.mycol.aggregate([{$group : {_id :

" $by_user", first_url : {$ first :

"$url"}}}])

$last

根据资源文档的排序

获取最后一个文档数

据

db.mycol.aggregate([{$group : {_id :

" $by_user", last_url : {$ last : "$url"}}}])

第一部分：

题目一：插入文档

MongoDB 使用 insert() 或 save() 方法向集合中插入文档，语法如下：

db.COLLECTION_NAME.insert(document)《大数据存储与处理》实验指导书

示例：向数据库 student 的 stuinfo 集合插入以下数据

//insert 方法插入单个文档

db.stuinfo.insert({_id:001,name:'alice',age:18})

//save 方法插入当个文档

db.stuinfo.save({_id:002,name:'nancy',age:19})

//插入多个文档

db.stuinfo.insert([{_id:003,name:'harry',age:18},{_id:004,name:'curry',age:19}])

文档插入完成后，使用 find（）查看集合数据，具体操作步骤如下图所示：

以上示例中 stuinfo 是我们的集合名，如果该集合不在该数据库中， MongoDB 会自动

创建该集合并插入文档。

还可以可以先将文档定义为一个变量，再进行插入：

> s={_id:5,name:'张三',age:19}

> db.stuinfo.insert(s)

操作结果如下图所示：

题目二：更新文档（区分 update 和 save 的区别）

MongoDB 使用 update() 和 save() 方法来更新集合中的文档。

（1）update() 方法用于更新已存在的文档。语法格式如下：

db.collection.update（<criteria>，<objNew>，upsert，multi，writeConcern）

参数说明：

query : update 的查询条件，类似 sql update 查询内 where 后面的。

objNew ：

update 的对象和一些更新的操作符（如 $,$ inc...）等，也可以理解为 sql update

查询内 set 后面的

upsert : 可选，这个参数的意思是，如果不存在 update 的记录，是否插入 objNew,true

为插入，默认是 false，不插入。

multi : 可选，mongodb 默认是 false,只更新找到的第一条记录，如果这个参数为 true,

就把按条件查出来多条记录全部更新。

writeConcern :可选，抛出异常的级别。

示例

通过 update() 方法来更新上述文档的姓名(name): 将姓名(name)为 curry 的文档更新

为了 "jack"。

执行命令：db.stuinfo.update({name:'curry'},{$set:{name:'王五'}})

通过 find（）查看修改是否成功，具体操作步骤如下所示：

以上语句只会修改第一条发现的文档，如果要修改多条相同的文档，则需要设置 multi

参数为 true。

db.stuinfo.update({name:'nancy'},{$set:{name:'王五'}},false,true)

操作结果如下图所示：

（2）save() 方法通过传入的文档来替换已有文档。语法格式如下：

db.collection.save（<document>,{writeConcern:<document>}）

参数说明：

document : 文档数据。

writeConcern :可选，抛出异常的级别。

示例：替换 _id 为 2 的文档的数据：

db.stuinfo.save({_id:2,name:'curry',age:20})

操作步骤如下图所示：

更多示例:（选做）

for(var i=1;i<10;i++) db.col.insert({count:i,test2:false,test5:true})

只更新第一条记录：

db.col.update( { "count" : { $gt : 1 } } , { $set : { "test2" : "OK"} } );

全部更新：

db.col.update( { "count" : { $gt : 3 } } , { $set : { "test2" : "OK"} },false,true );

只添加第一条：

db.col.update( { "count" : { $gt : 4 } } , { $set : { "test5" : "OK"} },true,false );

全部添加加进去:

db.col.update( { "count" : { $gt : 5 } } , { $set : { "test5" : "OK"} },true,true );

全部更新：

db.col.update( { "count" : { $gt : 15 } } , { $inc : { "count" : 1} },false,true );

只更新第一条记录：

db.col.update( { "count" : { $gt : 10 } } , { $inc : { "count" : 1} },false,false );

题目三：删除文档 ( 注意区分 remove 和 delete)

remove()，deleteOne() 和 deleteMany() 方法可以用来移除集合中的数据。

（1）删除集合 col 下全部文档

db.col.deleteMany({})

或 db.col.remove({})

具体如下图所示

(2)删除指定条件的文档

删除集合 stuinfo 中 name 等于王五的全部文档：

db.stuinfo.deleteMany({name:'王五'})

删除 age 等于 18 的一个文档：

db.stuinfo.deleteOne({age:18})

第二部分：

（1）使用 test 数据库，并新建 items 集合，保存订单相关信息。

db.createCollection("items")

（2）插入文档数据：

每个文档对应订单中某个商品相关信息，包括：

pnumber：商品编号

quantity：商品数量

price：商品单价

插入如下商品信息：

db.items.insert([

{"quantity":2,price:5.0,pnumber:"p003"},

{quantity:2,price:8.0,pnumber:"p002"},

{quantity:1,price:4.0,pnumber:"p002"},

{quantity:2,price:4.0,pnumber:"p001"},

{"quantity":4,price:10.0,pnumber:"p003"},

{quantity:10,price:20.0,pnumber:"p001"},

{quantity:10,price:20.0,pnumber:"p003"},

{quantity:5,price:10.0,pnumber:"p002"}

])

结果：

（

3）查询插入结果：

db.items.find().pretty() : pretty() 方法以格式化的方式来显示所有文档

（

4）统计 items 共有多少个文档数据

db.items.count()

（

5）查询价格大于 5 的商品数据

大于使用 gt 操作符，另外操作符前面要带上$符号

db.items.find({price:{$gt:5}})

（

6）多条件查询

例：查询 quantity 为 10 且价格大于等于 5 的商品数据

db.items.find({quantity:10,price:{$gte:5}})

（

7）使用 or 来进行条件查询，格式如下：

db.col.find(

{

$or:

[

{key1: value1}, {key2:value2}

]

}

)

例：查询 quantity 为 10 或价格大于等于 5 的商品数据

db.items.find({ $or:\[{quantity:10},{price:{$ gte:5}}]})

（

8）AND 和 OR 联合使用

例：查询 pnumber 为"p003"且 quantity 为 10 或价格大于等于 5 的商品数据

db.items.find({pnumber:"p003", $or:\[{quantity:10},{price:{$ gte:5}}]})

（

9）使用聚合 aggregate

例：统计订单中所有商品的数量，即统计 quantity 的总和。

db.items.aggregate([{ $group:{_id:null,total:{$ sum:"$quantity"}}}])

例：通过产品类型来进行分组，然后在统计卖出的数量

db.items.aggregate([{ $group:{_id:"$ pnumber",total:{ $sum:"$ quantity"}}}])

例：通过相同的产品类型来进行分组，然后查询相同产品类型卖出最多的订单详情。

db.items.aggregate([{ $group:{_id:"$ pnumber",max:{ $max:"$ quantity"}}}])

例：通过相同的产品类型来进行分组，然后查询每个订单详情相同产品类型卖出的平均

价格

db.items.aggregate([{ $group:{_id:"$ pnumber",price:{ $avg:"$ price"}}}])

（10）管道的使用

例：通过相同的产品类型来进行分组，统计各个产品数量，然后获取最大的数量。

db.items.aggregate([{ $group:{_id:"$ pnumber",total:{ $sum:"$ quantity"}}},{$group:{_id:null

,max:{ $max:"$ total"}}}])

思考题：聚合的作用是什么？

聚合的作用是将不同的文档集合在一起进行分组、筛选、计算和转换等操作，以生成新的文档结果。聚合可以帮助我们对大量数据进行复杂的查询和分析，从而更好地理解和处理数据。

小结

掌握 MongoDB CRUD 基本操作；掌握 MongoDB 插入文档；掌握 MongoDB 更新文档；

掌握 MongoDB 删除文档；掌握 MongoDB 删除集合；掌握 MongoDB 查询文档。

MongoDB CRUD 基本操作涉及插入、读取、更新和删除文档。
插入文档可以使用 insertOne() 或 insertMany() 方法，插入一个或多个文档。
更新文档可以使用 updateOne() 或 updateMany() 方法，按照指定条件更新一个或多个文档。
删除文档可以使用 deleteOne() 或 deleteMany() 方法，删除符合条件的一个或多个文档。
删除集合可以使用 drop() 方法，删除整个集合。
查询文档可以使用 find() 方法，按照指定条件查询符合条件的文档。可以使用 limit(), skip(), sort() 等方法进行限制、跳过和排序。另外，还可以使用聚合操作实现更复杂的查询和分析。