MongoDB聚合管道数组操作

MrJson-架构师2024-11-18 23:42

数组表达式运算符判断数组中是否包含元素( i n ) 并获取元素索引 ( in)并获取元素索引( in)并获取元素索引(indexOfArray)

一、初始化成员数据

plain 复制代码 
db.persons.insertMany([
    { "_id" : "1001", "name" : "张三", "fruits" : [ "apple", "orange" ] },
    { "_id" : "1002", "name" : "李四", "fruits" : [ "banana", "apple" ] },
    { "_id" : "1003", "name" : "王五", "fruits" : [ "banana", "apple", "orange" ] },
    { "_id" : "1004", "name" : "赵六", "fruits" : [ ] },
    { "_id" : "1005", "name" : "田七" },
])

二、包含元素（$in）

语法：{ $in: [ , ] }

判断数组中是否包含某个元素

expression：代表的是元素

array expression：代表的是数组

例子：判断成员是否喜欢苹果

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "favoriteApple": {
                $in: [ "apple", "$fruits" ]
            }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

plain 复制代码 
{
	"ok" : 0,
	"errmsg" : "$in requires an array as a second argument, found: missing",
	"code" : 40081,
	"codeName" : "Location40081"
}

发现报错了，原因是在编号为1005的成员中不存在fruits字段导致的。

这里我们需要**使用 i s A r r a y 断言数组操作进行聚合查询 < / f o n t > ∗ ∗ < f o n t s t y l e = " c o l o r : r g b ( 77 , 77 , 77 ) ; " > ，如果您对 isArray断言数组操作进行聚合查询</font>**<font style="color:rgb(77, 77, 77);">，如果您对 isArray断言数组操作进行聚合查询</font>∗∗<fontstyle="color:rgb(77,77,77);">，如果您对isArray断言数组操作不太了解，可以参考：https://blog.csdn.net/m1729339749/article/details/130162535

下面我们使用$isArray断言数组操作改进聚合查询：

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "favoriteApple": {
                $cond: {
                    if: { $isArray: "$fruits" }, 
                    then: { $in: [ "apple", "$fruits" ] }, 
                    else: false
                }
            }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

plain 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "favoriteApple" : true }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "favoriteApple" : true }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "favoriteApple" : true }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六", "favoriteApple" : false }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "favoriteApple" : false }

三、获取元素索引（$indexOfArray）

语法：{ $indexOfArray: [ , , , ] }

查询元素在数组中的索引位置

array expression：代表的是数组

search expression：代表的是待搜索的元素

start：可选，搜索的起始位置

end：可选，搜索的结束位置

搜索的范围是 [start, end) 即前开后闭

例子1：搜索水果apple的索引

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "indexApple": {
                $indexOfArray: [ "$fruits", "apple" ]
            }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

plain 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "indexApple" : 0 }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "indexApple" : 1 }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "indexApple" : 1 }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六", "indexApple" : -1 }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "indexApple" : null }

未查找到元素，返回-1

数组字段不存在，返回null

例子2：搜索水果apple的索引，起始位置（0）结束位置（1）

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "indexApple": {
                $indexOfArray: [ "$fruits", "apple", 0 ,1 ]
            }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

bash 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "indexApple" : 0 }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "indexApple" : -1 }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "indexApple" : -1 }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六", "indexApple" : -1 }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "indexApple" : null }

与例子1中聚合查询的结果比较我们会发现：

编号为1002,1003的成员数据中没有检索到元素，说明检索的范围不包含结束位置对应的索引。

start,end检索的范围是[start, end)，包含起始位置对应的索引，不包含结束位置对应的索引

数组表达式运算符截取数组（$slice）

数组表达式运算符主要用于文档中数组的操作，本篇我们主要介绍数组表达式运算符中用于截取数组的操作，下面我们进行详细介绍：

一、语法

{ $slice: [ , ] }

或者 { $slice: [ , , ] }

获取数组中指定范围内的元素组成一个新的数组

：代表的是数组

：代表的是起始位置索引（包含此位置的元素）

：代表的是获取N个元素

二、准备工作

初始化成员数据

bash 复制代码 
db.persons.insertMany([
    { "_id" : "1001", "name" : "张三", "fruits" : [ "apple", "pineapple", "orange" ] },
    { "_id" : "1002", "name" : "李四", "fruits" : [ "banana", "apple", "pineapple" ] },
    { "_id" : "1003", "name" : "王五", "fruits" : [ "banana", "apple", "orange", "watermelon" ] },
    { "_id" : "1004", "name" : "赵六", "fruits" : [ ] },
    { "_id" : "1005", "name" : "田七" },
])

三、示例

例子1：找到每个人最喜欢吃的前两个水果

bash 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "favoriteFruits": { $slice: [ "$fruits", 2 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

bash 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "favoriteFruits" : [ "apple", "pineapple" ] }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "favoriteFruits" : [ "banana", "apple" ] }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "favoriteFruits" : [ "banana", "apple" ] }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六", "favoriteFruits" : [ ] }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "favoriteFruits" : null }

例子2：找到每个人最喜欢吃的最后两个水果

bash 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "favoriteFruits": { $slice: [ "$fruits", -2 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

bash 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "favoriteFruits" : [ "pineapple", "orange" ] }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "favoriteFruits" : [ "apple", "pineapple" ] }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "favoriteFruits" : [ "orange", "watermelon" ] }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六", "favoriteFruits" : [ ] }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "favoriteFruits" : null }

（1）****字段未定义时，结果为null；

（2）未找到元素，结果为[ ]

（3）{ $slice: [ , ] } 语法中 n为正数，代表的是从前往后取N个元素，n为负数，代表的是从后往前取N个元素

例子3：找到每个人最喜欢吃的第二个水果

bash 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "favoriteFruits": { $slice: [ "$fruits", 1, 1 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

bash 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "favoriteFruits" : [ "pineapple" ] }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "favoriteFruits" : [ "apple" ] }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "favoriteFruits" : [ "apple" ] }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六", "favoriteFruits" : [ ] }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "favoriteFruits" : null }

例子4：假如position为负数，会如何处理

bash 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "favoriteFruits": { $slice: [ "$fruits", -2, 1 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

bash 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "favoriteFruits" : [ "pineapple" ] }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "favoriteFruits" : [ "apple" ] }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "favoriteFruits" : [ "orange" ] }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六", "favoriteFruits" : [ ] }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "favoriteFruits" : null }

例子5：假如position = -10，会如何处理

bash 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "favoriteFruits": { $slice: [ "$fruits", -10, 1 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

bash 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "favoriteFruits" : [ "apple" ] }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "favoriteFruits" : [ "banana" ] }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "favoriteFruits" : [ "banana" ] }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六", "favoriteFruits" : [ ] }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "favoriteFruits" : null }

如果position为负数，则从后往前确定起始位置，当向前移动的位置超过了数组长度，则起始位置为0；然后再从前往后获取N个元素组成新的数组。

数组表达式运算符过滤数组（$filter）

数组表达式运算符主要用于文档中数组的操作，本篇我们主要介绍数组表达式运算符中用于过滤数组的操作，下面我们进行详细介绍：

一、语法

bash 复制代码 
{
   $filter:
      {
         input: <array>,
         cond: <expression>,
         as: <string>,
         limit: <number expression>
      }
}

其中，

input：代表的是数组

cond：代表的是条件

as：可选，定义的变量，用于接收数组中的当前元素，如果未定义在cond表达式中可以使用$$this获取数组中的当前元素

limit：可选，限制数组中元素的个数

二、准备工作

初始化零食数据

bash 复制代码 
db.goods.insertMany([
    { "_id" : 1, "name" : "薯片", "types" : [ 
        { "size" : "S", "quantity" : 10, "price" : 8 },
        { "size" : "L", "quantity" : 8, "price" : 12 } 
    ]},
    { "_id" : 2, "name" : "牛肉干", "types" : [ 
        { "size" : "L", "quantity" : 5, "price" : 30} 
    ]},
    { "_id" : 3, "name" : "可口可乐", "types" : [ 
        { "size" : "S", "quantity" : 10, "price" : 3 }, 
        { "size" : "L", "quantity" : 6, "price" : 10 } 
    ]},
    { "_id" : 4, "name" : "旺仔牛奶", "types" : [ 
        { "size" : "L", "quantity" : 10, "price" : 5 } 
    ]}
])

三、示例

例子1：只查看型号为L的型号信息

bash 复制代码 
db.goods.aggregate([
    {
        $project: {
            types: {
                $filter: {
                    input: "$types",
                    cond: { $eq: [ "$$this.size", "L" ] }
                }
            }
        }
    }
])

等效于：

bash 复制代码 
db.goods.aggregate([
    {
        $project: {
            types: {
                $filter: {
                    input: "$types",
                    as: "type",
                    cond: { $eq: [ "$$type.size", "L" ] }
                }
            }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

bash 复制代码 
{ "_id" : 1, "types" : [ { "size" : "L", "quantity" : 8, "price" : 12 } ] }
{ "_id" : 2, "types" : [ { "size" : "L", "quantity" : 5, "price" : 30 } ] }
{ "_id" : 3, "types" : [ { "size" : "L", "quantity" : 6, "price" : 10 } ] }
{ "_id" : 4, "types" : [ { "size" : "L", "quantity" : 10, "price" : 5 } ] }

as用于定义一个存储数组中当前元素的变量，使用变量时前面需要加上 "$$"；

如果不使用as定义变量，也可以使用 $$this 访问数组中的当前元素

例子2：对超过5元的型号进行查询

bash 复制代码 
db.goods.aggregate([
    {
        $project: {
            types: {
                $filter: {
                    input: "$types",
                    as: "type",
                    cond: { $gt: [ "$$type.price", 5 ] }
                }
            }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

bash 复制代码 
{ "_id" : 1, "types" : [ { "size" : "S", "quantity" : 10, "price" : 8 }, { "size" : "L", "quantity" : 8, "price" : 12 } ] }
{ "_id" : 2, "types" : [ { "size" : "L", "quantity" : 5, "price" : 30 } ] }
{ "_id" : 3, "types" : [ { "size" : "L", "quantity" : 6, "price" : 10 } ] }
{ "_id" : 4, "types" : [ ] }

多个查询条件

bash 复制代码 
cond: {
  $and: [
    { $gte: ['$$item.timestamp_start', fromTimestamp] },
    { $lt: ['$$item.timestamp_start', toTimestamp] }
  ]
}

数组表达式运算符( a r r a y E l e m A t ， arrayElemAt， arrayElemAt，first，$last)

数组表达式运算符主要用于文档中数组的操作，本篇我们主要介绍数组表达式运算符中用于获取数组元素的操作，下面我们进行详细介绍：

一、准备工作

初始化成员数据

plain 复制代码 
db.persons.insertMany([
    { "_id" : "1001", "name" : "张三", "fruits" : [ "apple", "orange" ] },
    { "_id" : "1002", "name" : "李四", "fruits" : [ "banana", "apple" ] },
    { "_id" : "1003", "name" : "王五", "fruits" : [ "banana", "apple", "orange" ] },
    { "_id" : "1004", "name" : "赵六", "fruits" : [ ] },
    { "_id" : "1005", "name" : "田七" },
])

二、获取数组中指定元素（$arrayElemAt）

语法：{ $arrayElemAt: [ , ] }

获取数组中指定索引位置的元素

：代表的是数组

：代表的是索引，索引为正数代表的是从前往后查找元素、为负数代表的是从后往前查找元素

数组的索引从0开始，最大值为数组的长度-1

例子1：找到每个人最喜欢吃的第一个水果

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "firstFruit": { $arrayElemAt: [ "$fruits", 0 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

plain 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "firstFruit" : "apple" }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "firstFruit" : "banana" }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "firstFruit" : "banana" }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六" }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "firstFruit" : null }

字段未定义时，结果为null,

索引超过数组边界则不返回结果。

例子2：找到每个人最喜欢吃的最后一个水果

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "lastFruit": { $arrayElemAt: [ "$fruits", -1 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

plain 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "lastFruit" : "orange" }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "lastFruit" : "apple" }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "lastFruit" : "orange" }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六" }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "lastFruit" : null }

索引为负数代表的是从后往前查找元素

三、获取数组中第一个元素（$first）

语法：{ $first: }

获取数组中第一个元素

例子：找到每个人最喜欢吃的第一个水果

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "firstFruit": { $first: "$fruits" }
        }
    }
])

等效于：

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "firstFruit": { $arrayElemAt: [ "$fruits", 0 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

plain 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "firstFruit" : "apple" }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "firstFruit" : "banana" }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "firstFruit" : "banana" }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六" }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "firstFruit" : null }

四、获取数组中最后一个元素（$last）

语法：{ $last: }

获取数组中最后一个元素

例子：找到每个人最喜欢吃的最后一个水果

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "lastFruit": { $last: "$fruits" }
        }
    }
])

等效于：

plain 复制代码 
db.persons.aggregate([
    {
        $project: {
            "name": 1,
            "lastFruit": { $arrayElemAt: [ "$fruits", -1 ] }
        }
    }
])

聚合查询的结果如下：

plain 复制代码 
{ "_id" : "1001", "name" : "张三", "lastFruit" : "orange" }
{ "_id" : "1002", "name" : "李四", "lastFruit" : "apple" }
{ "_id" : "1003", "name" : "王五", "lastFruit" : "orange" }
{ "_id" : "1004", "name" : "赵六" }
{ "_id" : "1005", "name" : "田七", "lastFruit" : null }
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