Mongodb入门--头歌实验MongoDB 数据库基本操作

烟雨平生95272024-04-13 10:20

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，通常由聚合管道操作符和聚合表达式组合，完成数据处理。功能有点类似 Sql 语句中的 sum()、agv() 等。

一、聚合管道操作符将文档定制格式输出（一）

任务描述

本关任务：按照编程要求，对集合 educoder 进行相应的查询输出。

相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握： 1.聚合管道操作符的作用； 2.project 的用法； 3.match 的用法。

常用聚合管道操作符

常用的几个聚合管道操作符：

操作符 作用
$project 修改输入文档的结构。可以用来重命名、增加或删除域，也可以用于创建计算结果以及嵌套文档
$match 用于过滤数据，只输出符合条件的文档。$match使用MongoDB的标准查询操作
$limit 用来限制MongoDB聚合管道返回的文档数
$skip 在聚合管道中跳过指定数量的文档，并返回余下的文档
$unwind 将文档中的某一个数组类型字段拆分成多条，每条包含数组中的一个值
$group 将集合中的文档分组，可用于统计结果
$sort 将输入文档排序后输出

注意：以上操作不会修改集合的内容，只是将集合以指定形式输出。

在数据库 mydb1 有集合 educoder 内容如下：

_id course author tags learning_num
1 Python表达式问题求解实训 李暾 Python基础,求解 1882
2 Java语言之基本语法 余跃 Java基础,语法 814
3 Python面向对象编程实训 李暾 Python基础,面向对象 143
4 Android综合实训之物联网移动应用开发（1） prophet5 Android,物联网,移动开发
$project 修改文档结构输出

有时候我们并不会用到文档的全部内容，只是使用其中几列，这时候就可以使用 $project 进行操作；或者有时候要重命名键值（列名），也可以使用 $project。

对集合 educoder 进行操作：

  • 只输出作者 author 和学习人数 learning_num 信息，_id也不要不显示（_id默认是显示的）：
  • 0 为不显示，非 0 为显示。

运行结果如图1所示：

图 1

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate({$project:{_id:0,author:1,learning_num:1}})
  • 重命名字段名（把 learning_num 重命名为 num）：

运行结果如图2所示：

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate({$project:{course:1,authoe:1,tags:1,num:'$learning_num'}})

图 2

$match 筛选文档输出

有时候我们要在集合中筛选出符合特定条件的文档，这时候使用 $match 便可以很快实现。

只输出作者为"李暾"的文档：

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate({$match:{author:'李暾'}})

运行结果如图3所示：

图 3

bash 复制代码 
> use test1
switched to db test1
 
> db.educoder.insert({_id:1,course:'Python表达式问题求解实训',author:'李暾',tags:['Python基础','求解'],learning_num:1882})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
 
> db.educoder.insert({_id:2,course:'Java语言之基本语法',author:'余跃',tags:['Java基础','语法'],learning_num:814})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
 
> db.educoder.insert({_id:3,course:'Python面向对象编程实训',author:'李暾',tags:['Python基础','面向对象'],learning_num:143})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
 
> db.educoder.insert({_id:4,course:'Android综合实训之物联网移动应用开发（1）',author:'prophet5',tags:['Android','物联网','移动开发'],learning_num:207})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
 
> db.educoder.find()
{ "_id" : 1, "course" : "Python表达式问题求解实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "求解" ], "learning_num" : 1882 }
{ "_id" : 2, "course" : "Java语言之基本语法", "author" : "余跃", "tags" : [ "Java基础", "语法" ], "learning_num" : 814 }
{ "_id" : 3, "course" : "Python面向对象编程实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "面向对象" ], "learning_num" : 143 }
{ "_id" : 4, "course" : "Android综合实训之物联网移动应用开发（1）", "author" : "prophet5", "tags" : [ "Android", "物联网", "移动开发" ], "learning_num" : 207 }
 
> db.educoder.aggregate({$project:{_id:0,course:1,learning_num:1}})
{ "course" : "Python表达式问题求解实训", "learning_num" : 1882 }
{ "course" : "Java语言之基本语法", "learning_num" : 814 }
{ "course" : "Python面向对象编程实训", "learning_num" : 143 }
{ "course" : "Android综合实训之物联网移动应用开发（1）", "learning_num" : 207 }
 
> db.educoder.aggregate({$match:{learning_num:1882}})
{ "_id" : 1, "course" : "Python表达式问题求解实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "求解" ], "learning_num" : 1882 }

优化

bash 复制代码 
db.educoder.insertMany([
    {
        _id:1,
        course:'Python表达式问题求解实训',
        author:'李暾',
        tags:['Python基础','求解'],
        learning_num:1882
    },
    {
        _id:2,
        course:'Java语言之基本语法',
        author:'余跃',
        tags:['Java基础','语法'],
        learning_num:814
    },
    {
        _id:3,
        course:'Python面向对象编程实训',
        author:'李暾',
        tags:['Python基础','面向对象'],
        learning_num:143
    },
    {
        _id:4,
        course:'Android综合实训之物联网移动应用开发（1）',
        author:'prophet5',
        tags:['Android','物联网','移动开发'],
        learning_num:207
    }
])
bash 复制代码 
#********* Begin *********#
echo "

db.educoder.aggregate({\$project:{_id:0,course:1,learning_num:1}});
db.educoder.aggregate({\$match:{learning_num:1882}})

"
#********* End *********#

二、聚合管道操作符将文档定制格式输出（二）

任务描述

本关任务：按照编程要求，对集合 educoder 进行相应的查询输出。

相关知识

上一关已经了解了 $project 和 $match 的用法，本关就介绍剩余管道操作符的用法。

在数据库 mydb1 有集合 educoder 内容如下：

_id course author tags learning_num
1 Python表达式问题求解实训 李暾 Python基础,求解 1882
2 Java语言之基本语法 余跃 Java基础,语法 814
3 Python面向对象编程实训 李暾 Python基础,面向对象 143
4 Android综合实训之物联网移动应用开发（1） prophet5 Android,物联网,移动开发 207
$limit 限制文档数量输出

有时候集合中文档数量太大，我们只想选取前几行查看一下，这时候就可以用 $limit，输出前2条文档：

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate({$limit:2})

运行结果如图1所示：

图 1

$skip 跳过前 n 条文档输出

与 limit 相反，skip 是跳过前 n 条文档，显示剩余文档。

将集合 educoder 中的前两条文档跳过，显示剩余文档：

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate({$skip:2})
  • $skip 接受一个数字 n，表示丢弃结果集中的前 n 个文档；

运行结果如图2所示：

图 2

$limit 与 $skip 可以组合使用，：

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate([{$skip:1},{$limit:2}])
#跳过第一条，显示前两条，也就是显示第2-3条文档
db.educoder.aggregate([{$limit:2},{$skip:1}])
#显示前两条，跳过第一条，也就是显示第2条文档

运行结果如图3所示：

图 3

$unwind 拆分数组类型字段

将 educoder 中的 tags 字段拆分成多条，每条包含数组中的一个值：

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate({$unwind:'$tags'})

运行结果如图4所示：

图 4

$group 分组输出

该操作比较常用，因为文档分组后利于我们的统计。比如，按照作者分组我们就可以统计出该集合总共有几个作者。

在集合 educoder 中，按作者分组：

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate({$group:{_id:'$author'}})

运行结果如图5所示：

图 5

$sort 排序输出

按照学习人数 learning_num 降序排序输出文档：

bash 复制代码 
db.educoder.aggregate({$sort:{learning_num:-1}})
  • -1 代表降序排序， 1 代表升序排序。

运行结果如图6所示：

图 6

bash 复制代码 
> use test2
switched to db test2
 
> db.educoder.insert({_id:1,course:'Python表达式问题求解实训',author:'李暾',tags:['Python基础','求解'],learning_num:1882})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
 
> db.educoder.insert({_id:2,course:'Java语言之基本语法',author:'余跃',tags:['Java基础','语法'],learning_num:814})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
 
> db.educoder.insert({_id:3,course:'Python面向对象编程实训',author:'李暾',tags:['Python基础','面向对象'],learning_num:143})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
 
> db.educoder.insert({_id:4,course:'Android综合实训之物联网移动应用开发（1）',author:'prophet5',tags:['Android','物联网','移动开发'],learning_num:207})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
 
> db.educoder.aggregate({$limit:3})
{ "_id" : 1, "course" : "Python表达式问题求解实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "求解" ], "learning_num" : 1882 }
{ "_id" : 2, "course" : "Java语言之基本语法", "author" : "余跃", "tags" : [ "Java基础", "语法" ], "learning_num" : 814 }
{ "_id" : 3, "course" : "Python面向对象编程实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "面向对象" ], "learning_num" : 143 }
 
> db.educoder.aggregate({$sort:{learning_num:1}})
{ "_id" : 3, "course" : "Python面向对象编程实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "面向对象" ], "learning_num" : 143 }
{ "_id" : 4, "course" : "Android综合实训之物联网移动应用开发（1）", "author" : "prophet5", "tags" : [ "Android", "物联网", "移动开发" ], "learning_num" : 207 }
{ "_id" : 2, "course" : "Java语言之基本语法", "author" : "余跃", "tags" : [ "Java基础", "语法" ], "learning_num" : 814 }
{ "_id" : 1, "course" : "Python表达式问题求解实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "求解" ], "learning_num" : 1882 }
 
> db.educoder.aggregate({$skip:2})
{ "_id" : 3, "course" : "Python面向对象编程实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "面向对象" ], "learning_num" : 143 }
{ "_id" : 4, "course" : "Android综合实训之物联网移动应用开发（1）", "author" : "prophet5", "tags" : [ "Android", "物联网", "移动开发" ], "learning_num" : 207 }
bash 复制代码 
#********* Begin *********#
echo "

db.educoder.aggregate({\$limit:3});

db.educoder.aggregate({\$sort:{learning_num:1}});

db.educoder.aggregate({\$skip:2})

"
#********* End *********#

三、聚合表达式对文档数据进行统计

任务描述

本关任务：按照编程要求，使用aggregate()方法，结合聚合管道操作符和聚合表达式对文档数据进行统计。

相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握： 1.常用聚合表达式； 2.如何结合聚合管道操作符使用聚合表达式完成统计。

聚合表达式

常用的几个聚合表达式：

表达式 用法
$sum 计算总和
$avg 计算平均值
$min 获取集合中所有文档对应值的最小值
$max 获取集合中所有文档对应值的最大值
$push 在结果文档中插入值到一个数组中
$addToSet 在结果文档中插入值到一个数组中，但不创建副本
$first 根据资源文档的排序获取第一个文档数据
$last 根据资源文档的排序获取最后一个文档数据
如何对文档进行统计

在数据库mydb2有集合educoder内容如下：

_id course author tags learning_num
1 Python表达式问题求解实训 李暾 Python基础,求解 1882
2 Java语言之基本语法 余跃 Java基础,语法 814
3 Python面向对象编程实训 李暾 Python基础,面向对象 143
4 Android综合实训之物联网移动应用开发（1） prophet5 Android,物联网,移动开发 207
  • 现在我们通过aggregate()方法来获取每个作者拥有的实训数量，命名为：num_course：
bash 复制代码 
db.educoder.aggregate([{$group:{_id:'$author',num_course:{$sum:1}}}])

查询结果如下：

命令解析：

  • 先通过聚合管道操作符$group将author字段数据分组；
  • $sum:1的含义：如果前面的情况出现一次，就加1，如果后面为$sum:2，那么前面条件每满足一次就加2；
  • 通过aggregate()方法来获取每个作者的实训学习总人数learning_sum：

查询结果如下：

bash 复制代码 
#********* Begin *********#
echo "

db.educoder.aggregate([{\$group:{_id:'\$author',first_course:{\$first:'\$course'}}}]);
db.educoder.aggregate([{\$group:{_id:'\$author',learning_avg:{\$avg:'\$learning_num'}}}]);
db.educoder.aggregate([{\$unwind:'\$tags'},{\$group:{_id:'\$tags',course_num:{\$sum:1}}}]);

"
#********* End *********#
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