MongoDB聚合管道数组操作

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

一、初始化成员数据

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

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

聚合查询的结果如下：

{"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$isArray断言数组操作进行聚合查询</font>\ast \ast <fontstyle="color:rgb(77,77,77);">，如果您对$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：

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：

{ "_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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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）

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

{$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

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

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

等效于：

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

数组表达式运算符($arrayElemAt，$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

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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

等效于：

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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

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

等效于：

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

聚合查询的结果如下：

{ "_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 }