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分布式数据库NoSQL(四)——MongoDB 之聚合函数查询统计

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。

第1关：聚合管道操作符将文档定制格式输出（一）

一、本关任务：按照编程要求，对集合 educoder 进行相应的查询输出。

二、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。

例：在数据库 mydb1 有集合 educoder 内容如下：
_idcourseauthortagslearning_num1Python表达式问题求解实训李暾Python基础,求解18822Java语言之基本语法余跃Java基础,语法8143Python面向对象编程实训李暾Python基础,面向对象1434Android综合实训之物联网移动应用开发（1）prophet5Android,物联网,移动开发207

$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：

use mydb1

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},
{_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.find()

此时可以看到: （我们已经成功插入4条数据）

  • 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）：db.educoder.aggregate({$project:{_id:0,author:1,learning_num:1}})0 为不显示，非 0 为显示。

  • 重命名字段名（把 learning_num 重命名为 num）：db.educoder.aggregate({$project:{course:1,authoe:1,tags:1,num:'$learning_num'}})

       ![](https://img-blog.csdnimg.cn/4598ce1632d74219ad40301b964ef57d.png)

$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：

db.educoder.aggregate({$match:{author:'李暾'}})

编程要求

为了减少你的工作量，给出以下文档内容：

{

_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

}

先在命令行中操作，将上述文档插入数据库 test1 中的集合 educoder 中，然后仿照例子中的查询方法，再在右侧代码栏 Begin-End 的中按要求输入符合以下两条要求的命令，以分号

；

隔开（由于测试需要，请在代码里

$

符号前添加转义符

\

，不需要有空格，格式如：

\$

，平时在命令行操作不需要）：

  • 文档输出时只保留 course 和 learning_num 字段（_id也不要保留）；
  • 输出学习人数 learning_num 为1882档。

具体的返回结果，请查看测试集。

> 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 }

第2关：聚合管道操作符将文档定制格式输出（二）

一、本关任务：按照编程要求，对集合 educoder 进行相应的查询输出。

二、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。

例：在数据库 mydb1 有集合 educoder 内容如下：
_idcourseauthortagslearning_num1Python表达式问题求解实训李暾Python基础,求解18822Java语言之基本语法余跃Java基础,语法8143Python面向对象编程实训李暾Python基础,面向对象1434Android综合实训之物联网移动应用开发（1）prophet5Android,物联网,移动开发207
先插入数据，方法见第一关；

$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：

db.educoder.aggregate({$limit:2})

$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：

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；

$limit 与 $skip 可以组合使用

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*

$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：

db.educoder.aggregate({$unwind:'$tags'})

$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：

db.educoder.aggregate({$group:{_id:'$author'}})

$sort 排序输出

按照学习人数 learning_num 降序排序输出文档：

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

编程要求

为了减少你的工作量，给出以下文档内容：

{

_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

}

先在命令行中操作，将上述文档插入数据库 test2 中的集合 educoder 中，然后仿照例子中的查询方法，再在右侧代码栏 Begin-End 中按要求输入符合以下3条要求的命令，以分号

；

隔开（由于测试需要，请在代码里

$

符号前添加转义符

\

，不需要有空格，格式如：

\$

，平时在命令行操作不需要）：

  • 输出集合前3条文档；
  • 将文档按照学习人数 learning_num 升序排序；
  • 输出除了前两条以外的文档。
> 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 }

第3关：2-2-3聚合表达式对文档数据进行统计

一、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。

二、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

例：在数据库

mydb2

有集合

educoder

内容如下：
_idcourseauthortagslearning_num1Python表达式问题求解实训李暾Python基础,求解18822Java语言之基本语法余跃Java基础,语法8143Python面向对象编程实训李暾Python基础,面向对象1434Android综合实训之物联网移动应用开发（1）prophet5Android,物联网,移动开发207
首先插入数据，见第一关；

  • 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：db.educoder.aggregate([{$group:{_id:'$author',num_course:{$sum:1}}}])

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：db.educoder.aggregate([{$group:{_id:'$author',learning_sum:{$sum:'$learning_num'}}}])

编程要求

为了减少你的工作量，给出以下文档内容：

{

_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

}

先在命令行中操作，将例子中的文档插入数据库

test3

中的集合

educoder

中，然后仿照例子中的查询方法，再在右侧代码栏

Begin-End

中按要求输入符合以下

3

条要求的命令，以分号

；

隔开（由于测试需要，请在代码里

$

符号前添加转义符

\

，不需要有空格，格式如：

\$

，平时在命令行操作不需要）：

  • 将文档按照作者author分组，然后取得每个组的第一个实训名first_course；
  • 查询跟随每个作者author的平均学习人数learning_avg；
  • 统计集合中各tags拥有的课程数量course_num（提示：先将tags字段使用$unwind拆分再统计）。

具体的返回结果，请查看测试集。

> use test3
switched to db test3

> 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},
{_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}])
BulkWriteResult({
        "writeErrors" : [ ],
        "writeConcernErrors" : [ ],
        "nInserted" : 4,
        "nUpserted" : 0,
        "nMatched" : 0,
        "nModified" : 0,
        "nRemoved" : 0,
        "upserted" : [ ]
})

标签： mongodb 数据库 nosql
本文转载自: https://blog.csdn.net/m0_64139004/article/details/127101450
版权归原作者 坞吾5雾 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
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