MongoDB聚合(aggregate)

一、基础

1、什么是聚合？

聚合是基于数据处理的聚合管道，每个文档通过一个有多个阶段(stage)组成的管道
可以对每个阶段的管道进行分组、过滤等功能，然后经过一系列的处理，输出相应的结果

db.集合名称.aggregate({管道: {表达式}})

有点像Django中ORM聚合的语法

2、常用管道

$group： 将集合中的文档分组，用于统计结果
$match: 过滤数据，只输出符合条件的文档
$project: 修改输入文档的结构，如重命名、增加、删除字段、创建计算结果

$sort: 将输入文档排序后输出
$limit: 限制聚合管道返回的文档数
$skip: 跳过指定数量的文档，并返回余下的文档
$unwind(): 将列表(数组)类型的字段进行拆分

3、常用表达式

处理输入文档，并输出
语法： 表达式：'$列名'
常用表达式
$sum: 计算总和， $sum:1 表示以一倍计数
$avg: 计数平均值
$min: 获取最小值
$max: 获取最大值
$push: 在结果文档中插入值到一个数组中
$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

二、常用管道用法

1、$group

作用： 将集合中的文档分组，可用于统计结果
_id表示分组的依据，使用某个字段的格式为'$字段'
格式
db.集合名称.aggregate({$group:{ _id: '$字段', 自定义字段: {表达式: '$字段'}}})

db.stu.aggregate({$group: {_id: '$gender'}})
db.stu.aggregate({$group: {_id: '$gender', count: {$sum: 1}}})
db.stu.aggregate({$group: {_id: '$gender', avg_age: {$avg: '$age'}}})
db.stu.aggregate({$group: {_id: '$hometown', min_age: {$min: '$age'}, count: {$sum: 1}}})

注意： 
    _id后面的值，表示按照什么分组，格式'$字段'
    count, avg_count是自定义的字段
    表达式的值是'$字段'

Group by null

将集合中所用文档分为一组，即该集合就是一个组
# 求学生的总量和平均年龄
db.stu.aggregate({$group: {_id: null, count:{$sum: 1}, avg_age:{$avg: '$age'}}})

补充

# 插入数据

db.test.insert({country: "china", province: "sh", userid: "a"})
db.test.insert({country: "china", province: "sh", userid: "b"})
db.test.insert({country: "china", province: "sh", userid: "a"})
db.test.insert({country: "china", province: "sh", userid: "c"})
db.test.insert({country: "china", province: "bj", userid: "da"})
db.test.insert({country: "china", province: "bj", userid: "fa"})

# 1.去重
能够同时按照多个键进行分组，若文档中的每个字段都进行分组，那么可以实现去重的功能
db.test.aggregate({$group: {_id: {country: '$country', province: '$province'}}})
# 2.取字典嵌套的字典中的值 
_id: {contry: '$_id.country'}
例子
db.test.aggregate(
{$group: {_id: {country: '$country', province: '$province', userid: '$userid'}}},  
{$group: {_id: {country: '$_id.country', province: '$_id.province'}, count: {$sum: 1}}}, 
{$project: {country: '$_id.country', province: '$_id.province', count: '$count', _id: 0}}
)

2、$project

作用：修改输入文档的结构，如重命名、增加（显示）、删除(隐藏)字段，创建计算结果
1.显示和隐藏
格式： 
db.集合名称.aggregate({$project: {_id: 0, 字段:1}})
值为0，是隐藏
值为1，是显示
示例
db.stu.aggregate({$project: {_id: 0, name: 1, hometown: 1, age: 1, gender: 1}})
注意： 显示、隐藏字段和投影差不多
2.重命名
例子
db.stu.aggregate({$group: {_id: '$gender', count: {$sum: 1}, avg: {$avg: '$age'}}}, {$project: {_id: 0,gender: '$_id', counter: '$count', avg_age: '$avg'}})
注意： 
重命名字段格式 {新的字段名: '$旧的字段名称'}
管道符之间用逗号隔

3、$match

作用： 用于过滤数据，只输出符合条件的文档
注意： match是管道命令，能将结果交给下一个管道，find不可以
例子
db.stu.aggregate({$match: {age: {$lte: 18}}})
# 过滤->分组->重命名、显示
db.stu.aggregate({$match: {age: {$lte: 18}}}, {$group: {_id: '$gender', count: {$sum: 1}}}, {$project: {gender: '$_id', _id: 0, count: 1}})

 4、$limit和$skip

$limit
限制聚合管道返回的文档数
例子
db.stu.aggregate({$limit: 2})

$skip
跳过指定数量的聚合管道文档。并返回剩下的文档
例子
db.stu.aggregate({$skip: 2})
db.stu.aggregate({$limit: 2}, {$skip: 3})
注意顺序：先写skip，再写limit

5、$unwind

# unwind 解开，松开
作用： 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
格式：
db.集合名称.aggregate({$unwind: '$字段名称'})
例子
db.t2.insert({_id: 1, item:'t-shirt', size: ['S', 'M', 'L']})
db.t2.aggregate({$unwind: '$size'})
结果：
{ "_id" : 1, "item" : "t-shirt", "size" : "S" }
{ "_id" : 1, "item" : "t-shirt", "size" : "M" }
{ "_id" : 1, "item" : "t-shirt", "size" : "L" }

# 补充

db.集合名称.aggregate({
    $unwind: {
        path: '$字段名称',
        preserveNullAndEmptyArrays: <boolean>  # 防止数据丢失
    }
})
属性preserveNullAndEmptyArrays值
为false表示抛弃属性值为空的文档
为true表示保留属性值为空的文档

例子
db.t3.aggregate({$unwind: {path: '$size', preserveNullAndEmptyArrays: false}})