Mongoose开发实战-高级篇

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今天的主题是Mongoose中的聚合函数(Aggregate)。
在学习聚合函数之前，我们需要了解两个概念：管道和表达式。

如果你了解管道的概念，你可以跳过这一段话。如果你不了解，我在这里打个比方，比如生活中的水管，水(也就是我们的数据源)源源不断的从一节(一个管道)流向另一节(另一个管道)；如果对某一节(一个管道)的水做了一些处理(也就是数据的筛选，排序等)，那么在下一节(另一个管道)接收到的水就是你处理后的，当然，你也可以再次处理，如此反复…最后流到你家的就是经过层层处理的水(也就是我们需要得到的数据)。

而Mongoose的聚合函数的原理就是这样，后一个管道得到的数据是上一个管道处理后的数据…。

管道是可重复的。

表达式

表达式很简单，你可以理解为计算。在Mongoose中主要处理输入文档并输出。表达式是无状态的，只能用于计算当前聚合管道的文档，不能处理其它的文档。

下面开始学习聚合函数。

语法：

db.COLLECTION_NAME.aggregate(OPERATION， CALLBACK)

OPERATION: Object | Array，可选
CALLBACK: 可选

管道：

• $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。对应project()方法
• $match：用于过滤数据，只输出符合条件的文档。$match使用MongoDB的标准查询操作。对应match()。
• $limit：用来限制MongoDB聚合管道返回的文档数。对应limit()方法
• $skip：在聚合管道中跳过指定数量的文档，并返回余下的文档。对应skip()。
• $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。对应unwind()方法
• $group：将集合中的文档分组，可用于统计结果。对应group()方法
• $sort：将输入文档排序后输出。对应sort()方法
• $geoNear：输出接近某一地理位置的有序文档。对应near()。

v3.2

• $sample：随机选择N个
• $lookup：连接操作符，用于连接同一个数据库中另一个集合，并获取指定的文档，类似于populate

更多管道操作符：https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/aggregation-pipeline/

对于$group的表达式：

• $sum 计算总和。
• $avg 计算平均值
• $min 获取集合中所有文档对应值得最小值。
• $max 获取集合中所有文档对应值得最大值。
• $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

更多表达式：https://docs.mongodb.com/manual/meta/aggregation-quick-reference/#aggregation-expressions

是不是看得眼花缭乱，还是用实例来学习吧！

完整实例：mongodb-pratice

首先往citys集合中插入如下数据：

{province: 'guangdong', city: 'guangzhou', person: 600, industry: [{name: 'IT', person: 200}, {name: 'teacher', person: 400}]}  
{province: 'guangdong', city: 'shenzhen', person: 700, industry: [{name: 'IT', person: 300}, {name: 'teacher', person: 400}]}   
{province: 'beijing', city: 'beijing', person: 600, industry: [{name: 'IT', person: 350}, {name: 'teacher', person: 250}]}

看看实例(1)，查询人口超过1000的省份：

// modules/citys/citys.controller.js   
exports.getCityGtThousand = (req, res) => {   
  CityModel.aggregate([   
    {$group: {_id: '$province', total: {$sum: '$person'}}},   
    {$match: {total: {$gt: 1000}}}   
  ], (err, result) => {   
    ...
  })
}

在上面的代码中，$province引用的是原文档中的province，如果在前面的管道中有同名属性，则后续引用的是最后被赋值的，详情请参考实例(2)。

注意：使用$group时，_id是必须的，用作分组的依据条件。

结果如下：

[{"_id":"guangdong","total":1300}]

上面的聚合查询相当于SQL：

SELECT province, SUM(person) AS total FROM citys GROUP BY province HAVING total > 1000

其实上面的查询可分为两步(两个管道)：

1. 将相同省份的城市的人口加起来，并命名为total，并且将province属性赋值给_id。

CityModel.aggregate([   
  {$group: {_id: '$province', total: {$sum: '$person'}}}   
])

得到的结果是：

[{"_id":"beijing","total":600},{"_id":"guangdong","total":1300}]

2. 比较total，返回大于1000的数据

CityModel.aggregate([   
  {$group: {_id: '$province', total: {$sum: '$person'}}},   
  {$match: {total: {$gt: 1000}}}   
])

最终结果就是：

[{"_id":"guangdong","total":1300}]

下面我们来看看实例(2)，查询总IT人口大于400的省份且返回所有城市名称。

看着是不是有点复杂，其实当你像实例(1)一样拆分开来，你会发现很简单：
1. 计算每个省份的IT总人口
2. IT总人口大于400
3. 返回所有城市名称

看看代码：

// modules/citys/citys.controller.js
exports.getITPerson = (req, res) => {   
  CityModel.aggregate([   
    {$unwind: '$industry'},   
    {$match: {'industry.name': 'IT'}},   
    {   
      $group: {   
        _id: {province: '$province'}, itTotal: {$sum: '$industry.person'}, city: {$push: '$city'}   
      }   
    },   
    {$match: {itTotal: {$gt: 400}}}   
  ]).exec((err, result) => {
    ...
  })  
}

我们依旧来分步看看上面的查询。

(1) $unwind用来拆分数组：

CityModel.aggregate([   
  {$unwind: '$industry'}   
])

查询结果：

[   
  {   
    "_id": "5a0e83e3aea7e7fba7ff0ab2",   
    "province": "guangdong",   
    "city": "guangzhou",   
    "person": 600,   
    "industry": {   
      "name": "IT",   
      "person": 200   
    }   
  },   
  {   
    "_id": "5a0e83e3aea7e7fba7ff0ab2",   
    "province": "guangdong",   
    "city": "guangzhou",   
    "person": 600,   
    "industry": {   
      "name": "teacher",   
      "person": 400   
    }   
  }  
  ...  
]

将industry数组中每一项拆分开来，其他字段一一复制。

(2) $match很简单，筛选匹配，类似find()：

{$match: {'industry.name': 'IT'}}

筛选行业为IT的数据

(3) 接下来执行$group：

$group: {   
  _id: {province: '$province'}, itTotal: {$sum: '$industry.person'}, city: {$push: '$city'}   
}

根据省份province分组，将同一个省份的IT人口相加，同时将城市名称放到一个名为city的数组中。

(4) 最后再次筛选：

{$match: {itTotal: {$gt: 400}}}

返回总IT人口大于400的数据。

其他管道操作符详解

(1) 排序

语法：

{ $sort: { <field1>: <sort order>, <field2>: <sort order> ... } }

1是正序，-1是反序

实例：以城市总人口排序，且值返回城市/省份/人数三个字段：

// modules/citys/citys.controller.js
CityModel.aggregate([
        { $sort: {person: 1} },
        {
            $project: {
                _id: 0,
                province: 1,
                person: 1,
                city: 1
            }
        }
    ])

注意：在Mongoose 3.4前，只有_id(默认显示)才可以指定为0或false，其他字段默认不进入下一个管道，可以设置为1或true进入下一个管道。(3.4版本可以将其他字段设为0或false)

(2) 限制和跳过

语法：

{ $limit: <positive integer> }
{ $skip: <positive integer> }

实例：从第二条数据开始，返回一条数据：

// modules/citys/citys.controller.js
CityModel.aggregate([
        {$skip: 1},
        {$limit: 1}
    ])

(3) 随机

语法：

{ $sample: { size: <positive integer> } }

实例：随机返回一条数据：

// modules/citys/citys.controller.js
CityModel.aggregate({$sample: {size: 1}})

注：Mongoose 3.2后才有

(4) 联表

在《Mongoose 开发实战：进阶篇》中，我们讲解了联表查询populate。在Mongoose 3.2后，我们可以更方便的连接表。

语法：

{
   $lookup:
     {
       from: <collection to join>,
       localField: <field from the input documents>,
       foreignField: <field from the documents of the "from" collection>,
       as: <output array field>
     }
}

参数说明：

• from 需要关联的集合名
• localField 本集合中需要查找的字段
• foreignField 另外一个集合中需要关联的字段
• as 输出的字段名

实例

我们往users集合里面插入三条数据：

{name: '张三', age: '22', sex: 'male' , phone: '13123123123', address: {
  city: 'guangzhou'
}},
{name: '李四', age: '19', sex: 'male' , phone: '13123123123', address: {
  city: 'beijing'
}},
{name: '王五', age: '25', sex: 'male' , phone: '13123123123', address: {
  city: 'guangzhou'
}}

对应name名称，再往文章中插入三条数据：

{title: 'Mongoose 开发实战：基础篇', content: '讲解连接数据库，建文档等', author: '张三'},
  {title: 'Mongoose 开发实战：进阶篇', content: '讲解建索引，添加验证器等', author: '李四'},
  {title: 'Mongoose 开发实战：高级篇', content: '讲解聚合函数', author: '王五'}

现在要查询张三发表的文章：

// modules/users/users.controller.js
...
UsersModel.aggregate([
        {
            $lookup: {
                from: 'articles',
                localField: 'name',
                foreignField: 'author',
                as: 'userArticle'
            }
        }, {
            $project: {
                _id: 0,
                name: 1,
                'userArticle.title': 1,
                'userArticle.author': 1
            }
        },
        {
            $match: {name: '张三'}
        }
    ])
...
// [{"name":"张三","userArticle":[{"title":"Mongoose 开发实战：基础篇","author":"张三"}]}]

相关文章：

• Mongoose 开发实战：基础篇
• Mongoose开发实战-进阶篇

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原文: https://laixiazheteng.com/article/1NSGRZGU93cy © ghmagical.com著作权归作者所有。
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