MongoDB管道操作符(一)

熟悉Linux操作系统的小伙伴们应该知道Linux中有管道的说法，可以用来方便的处理数据。MongoDB2.2版本也引入了新的数据聚合框架，一个文档可以经过多个节点组成的管道，每个节点都有自己特殊的功能，比如文档分组、文档过滤等，每一个节点都会接受一连串的文档，对这些文档做一些类型转换，然后将转换后的文档传递给下一个节点，最后一个节点则会将结果返回给客户端。本文我们就先来看几个基本的管道操作符。

本文是MongoDB系列的第十二篇文章，了解前面的文章有助于更好的理解本文：

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1.Linux上安装MongoDB
2.MongoDB基本操作
3.MongoDB数据类型
4.MongoDB文档更新操作
5.MongoDB文档查询操作(一)
6.MongoDB文档查询操作(二)
7.MongoDB文档查询操作(三)
8.MongoDB查看执行计划
9.初识MongoDB中的索引
10.MongoDB中各种类型的索引
11.MongoDB固定集合

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$match

$match可以用来对文档进行筛选，筛选完成之后我们就可以在筛选获得到的文档子集上来做数据聚合操作了，我们之前介绍的查询的操作符在$match中都可以使用，比如获取集合中所有author为"杜甫"的文档，如下：

db.sang_collect.aggregate({$match:{author:"杜甫"}})

我们在实际使用时最好将$match放在管道的前面，这样可以减少后面管道的工作量，同时，我们在投射和分组之前执行$match还可以用索引。

$project

基本用法

$project可以用来提取想要的字段，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{title:1,_id:0}})

1表示要该字段，0表示不要该字段，也可以对返回的字段进行重命名，比如将title改为articleTitle，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{"articleTitle":"$title"}})

不过这里有一个问题需要注意，如果原字段上有索引，重命名之后的字段上就没有索引了，因此最好在重命名之前使用索引。

数学表达式

数学表达式可以用来对一组数值进行加减乘除取模，比如我的数据结构如下：

{
    "_id" : ObjectId("59f841f5b998d8acc7d08863"),
    "orderAddressL" : "ShenZhen",
    "prodMoney" : 45.0,
    "freight" : 13.0,
    "discounts" : 3.0,
    "orderDate" : ISODate("2017-10-31T09:27:17.342Z"),
    "prods" : [ 
        "可乐", 
        "奶茶"
    ]
}

订单的总费用为商品费用加上运费，查询如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{totalMoney:{$add:["$prodMoney","$freight"]}}})

实际付款的费用是总费用减去折扣，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{totalPay:{$subtract:[{$add:["$prodMoney","$freight"]},"$discounts"]}}})

再来三个无厘头运算，比如计算prodMoney和freight和discounts的乘积：

db.sang_collect.aggregate({$project:{test1:{$multiply:["$prodMoney","$freight","$discounts"]}}})

再比如求$prodMoney和$freight的商，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{test1:{$divide:["$prodMoney","$freight"]}}})

再比如用$freight对$prodMoney取模，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{test1:{$mod:["$prodMoney","$freight"]}}})

加法和乘法都可以接收多个参数，其余的都接收两个参数。

日期表达式

日期表达式可以从一个日期类型中提取出年、月、日、星期、时、分、秒等信息，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{"年份":{$year:"$orderDate"},"月份":{$month:"$orderDate"},"一年中第几周":{$week:"$orderDate"},"日期":{$dayOfMonth:"$orderDate"},"星期":{$dayOfWeek:"$orderDate"},"一年中第几天":{$dayOfYear:"$orderDate"},"时":{$hour:"$orderDate"},"分":{$minute:"$orderDate"},"秒":{$second:"$orderDate"},"毫秒":{$millisecond:"$orderDate"},"自定义格式化时间":{$dateToString:{format:"%Y年%m月%d %H:%M:%S",date:"$orderDate"}}}})

执行结果如下：

{
    "_id" : ObjectId("59f841f5b998d8acc7d08861"),
    "年份" : 2017,
    "月份" : 10,
    "一年中第几周" : 44,
    "日期" : 31,
    "星期" : 3,
    "一年中第几天" : 304,
    "时" : 9,
    "分" : 27,
    "秒" : 17,
    "毫秒" : 342,
    "自定义格式化时间" : "2017年10月31 09:27:17"
}

$dayOfWeek返回的是星期，1表示星期天，7表示星期六，$week表示本周是本年的第几周，从0开始计。$dateToString是MongoDB3.0+中的功能。格式化的字符还有以下几种：

字符	含义	取值范围
%Y	Year (4 digits, zero padded)	0000-9999
%m	Month (2 digits, zero padded)	01-12
%d	Day of Month (2 digits, zero padded)	01-31
%H	Hour (2 digits, zero padded, 24-hour clock)	00-23
%M	Minute (2 digits, zero padded)	00-59
%S	Second (2 digits, zero padded)	00-60
%L	Millisecond (3 digits, zero padded)	000-999
%j	Day of year (3 digits, zero padded)	001-366
%w	Day of week (1-Sunday, 7-Saturday)	1-7
%U	Week of year (2 digits, zero padded)	00-53

字符串表达式

字符串表达式中有字符串的截取、拼接、转大写、转小写等操作，比如我截取orderAddressL前两个字符返回，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{addr:{$substr:["$orderAddressL",0,2]}}})

再比如我将orderAddressL和orderDate拼接后返回：

db.sang_collect.aggregate({$project:{addr:{$concat:["$orderAddressL",{$dateToString:{format:"--%Y年%m月%d",date:"$orderDate"}}]}}})

结果如下：

{
    "_id" : ObjectId("59f841f5b998d8acc7d08861"),
    "addr" : "NanJing--2017年10月31"
}

再比如我将orderAddressL全部转为小写返回：

db.sang_collect.aggregate({$project:{addr:{$toLower:"$orderAddressL"}}})

再比如我将orderAddressL全部转为大写返回：

db.sang_collect.aggregate({$project:{addr:{$toUpper:"$orderAddressL"}}})

逻辑表达式

想要比较两个数字的大小，可以使用$cmp操作符，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{test:{$cmp:["$freight","$discounts"]}}})

如果第一个参数大于第二个参数返回正数，第一个参数小于第二个则返回负数，也可以利用$strcasecmp来比较字符串（中文无效）：

db.sang_collect.aggregate({$project:{test:{$strcasecmp:[{$dateToString:{format:"..%Y年%m月%d",date:"$orderDate"}},"$orderAddressL"]}}})

至于我们之前介绍的$eq/$ne/$gt/$gte/$lt/$lte等操作符在这里一样是适用的。另外还有$and、$or、$not等表达式可用，以$and为例，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{test:{$and:[{"$eq":["$freight","$prodMoney"]},{"$eq":["$freight","$discounts"]}]}}})

$and中的每个参数都为true时返回true，$or则表示参数中有一个为true就返回true，$not则会对它的参数的值取反，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{test:{$not:{"$eq":["$freight","$prodMoney"]}}}})

另外还有两个流程控制语句，如下：

db.sang_collect.aggregate({$project:{test:{$cond:[false,"trueExpr","falseExpr"]}}})

$cond第一个参数如果为true，则返回trueExpr，否则返回falseExpr.

db.sang_collect.aggregate({$project:{test:{$ifNull:[null,"replacementExpr"]}}})

$ifNull第一个参数如果为null，则返回replacementExpr，否则就返回第一个参数。

好了，MongoDB中的管道操作符我们就先说到这里，下篇文章继续，小伙伴们有问题欢迎留言讨论。

参考资料：

1.《MongoDB权威指南第2版》
2.mongodb聚合利用日期分组

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