【mongoDB查询进阶】聚合管道(三)--表达式操作符
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管道操作符的分类
管道操作符可以分为三类：
- 阶段操作符（Stage Operators）
- 表达式操作符（Expression Operators）--主要用于$project
- 累加器（Accumulators）--主要用于$group分组
表达式操作符（Expression Operators）
表达式操作符主要用于在管道中构建表达式时使用，使用类似于函数那样需要参数，主要用于$project操作符中，用于构建表达式，使用方法一般如下：
方法1：
{ <operator>: [ <argument1>, <argument2> ... ] }
方法2：
{ <operator>: <argument> }
表达式操作符分类
- 布尔值操作符（Boolean Operators）
- 集合操作符（Set Operators）
- 比较操作符（Comparison Operators）
- 数学操作符（Arithmetic Operators）
- 字符串操作符（String Operators）
- 文本搜索操作符（Text Search Operators）
- 数组操作符（Array Operators）
- 变量操作符（Variable Operators）
- 字面量操作符（Literal Operators）
- 日期操作符（Date Operators）
- 条件操作符（Conditional Operators）
- 数据类型操作符（Data Type Operators）
常用表达式操作符
-
布尔值操作符（Boolean Operators）
| 操作符 | 简述 |
|---|---|
| $and | 逻辑与操作符，当他的表达式中所有值都是true的时候，才返回true。 用法：{ $and: [ <expression1>, <expression2>, ... ] }。 |
| $or | 逻辑或操作符，当他的表达式中有值是true的时候，就会返回true。用法：{ $or: [ <expression1>, <expression2>, ... ] } |
| $not | 取反操作符，返回表达式中取反后的布尔值。用法：{ $not: [ <expression> ] } |
示例
| 例子 | 结果 |
|---|---|
{ $and: [ 1, "green" ] } |
true |
{ $and: [ ] } |
true |
{ $and: [ [ null ], [ false ], [ 0 ] ] } |
true |
{ $and: [ null, true ] } |
false |
{ $and: [ 0, true ] } |
false |
{ $or: [ true, false ] } |
true |
{ $or: [ [ false ], false ] } |
true |
{ $or: [ null, 0, undefined ] } |
false |
{ $or: [ ] } |
false |
{ $not: [ true ] } |
false |
{ $not: [ [ false ] ] } |
false |
{ $not: [ false ] } |
true |
{ $not: [ null ] } |
true |
{ $not: [ 0 ] } |
true |
-
比较操作符（Comparison Operators）
| 操作符 | 简述 |
|---|---|
| $cmp | 比较操作符，比较表达式中两个值的大小，如果第一个值小于第二个值则返回-1，相等返回0，大于返回1。用法{ $cmp: [ <expression1>, <expression2> ] } |
| $eq | 比较表达式中两个是否相等，是则返回true，否则返回false。用法{ $eq: [ <expression1>, <expression2> ] } |
| $gt | 比较表达式中第一个值是否大于第二个值，是则返回true，否则返回false。用法{ $gt: [ <expression1>, <expression2> ] } |
| $gte | 比较表达式中第一个值是否大于等于第二个值，是则返回true，否则返回false。用法{ $gte: [ <expression1>, <expression2> ] } |
| $lt | 比较表达式中第一个值是否小于第二个值，是则返回true，否则返回false。用法{ $lt: [ <expression1>, <expression2> ] } |
| $lte | 比较表达式中第一个值是否小于等于第二个值，是则返回true，否则返回false。用法{ $lte: [ <expression1>, <expression2> ] } |
| $ne | 比较表达式中两个是否相等，不过返回值与$eq相反，是则返回false，否则返回true。用法{ $ne: [ <expression1>, <expression2> ] } |
示例
假设有一个关于考试成绩的集合：
{ "_id" : 1, "name" : "abc1", score: 80 }
{ "_id" : 2, "name" : "avc1", score: 82 }
{ "_id" : 3, "name" : "adc1", score: 79 }
{ "_id" : 4, "name" : "awc1", score: 60 }
{ "_id" : 5, "name" : "xyz1", score: 50 }
{ "_id" : 6, "name" : "VWZ1", score: 100 }
操作如下：
db.collection.aggregate( [ { $project: { name: 1, score: 1, cmp60: { $cmp: [ "$score", 60 ] }, eq100: { $eq: [ "$score", 100 ] }, gt80: { $gt: [ "$score", 80 ] }, gte80: { $gte: [ "$score", 80 ] }, lt80: { $lt: [ "$score", 80 ] }, lte80: { $lte: [ "$score", 80 ] }, ne100: { $ne: [ "$score", 100 ] }, _id: 0 } } ] )
返回结果：
{ "name" : "abc1", score: 80, cmp60: 1, eq100: false, gt80: false, gte80: true, lt80: false, lte80: true, ne100: true }
{ "name" : "avc1", score: 82, cmp60: 1, eq100: false, gt80: true, gte80: true, lt80: false, lte80: false, ne100: true }
{ "name" : "adc1", score: 79, cmp60: 1, eq100: false, gt80: false, gte80: false, lt80: true, lte80: false, ne100: true }
{ "name" : "awc1", score: 60, cmp60: 0, eq100: false, gt80: false, gte80: false, lt80: true, lte80: true, ne100: true }
{ "name" : "xyz1", score: 50, cmp60: -1, eq100: false, gt80: false, gte80: false, lt80: true, lte80: true, ne100: true }
{ "name" : "VWZ1", score: 100, cmp60: 1, eq100: true, gt80: true, gte80: true, lt80: false, lte80: false, ne100: false }
-
数学操作符（Arithmetic Operators）
| 操作符 | 简述 |
|---|---|
| $abs | 求绝对值操作符，于v3.2版新加入。用法：{ $abs: <number> } |
| $add | 求和操作符，返回所有表达式相加起来的结果。用法：{ $add: [ <expression1>, <expression2>, ... ] } |
| $ceil | 进一法取整操作符，取 于v3.2版新加入。用法：{ $ceil: <number> } |
| $divide | 求商操作符，返回表达式1除以表达式2的商。用法：{ $divide: [ <expression1>, <expression2> ] } |
| $subtract | 求差操作符，返回表达式1减去表达式2的结果。用法：{ $subtract: [ <expression1>, <expression2> ] } |
| $multiply | 求积操作符，返回所有表达式相乘的结果。用法：{ $multiply: [ <expression1>, <expression2>, ... ] } |
| $mod | 求余操作符，返回所有表达式1除以表达式2所得到的余数。用法：{ $multiply: [ <expression1>, <expression2>] } |
示例
| 例子 | 结果 |
|---|---|
{ $abs: -1 } |
1 |
{ $abs: 1 } |
1 |
{ $abs: null } |
null |
{ $add: [1, 1] } |
2 |
{ $ceil: 1 } |
1 |
{ $ceil: 7.80 } |
8 |
{ $ceil: -2.8 } |
-2 |
{ $divide: [40, 8] } |
5 |
{ $subtract: [10, 8] } |
2 |
{ $multiply: [5, 8] } |
40 |
{ $mob: [80, 7] } |
3 |
{ $mob: [80, 8] } |
0 |
Tips:
$add将一个日期类型和数字类型相加会变成日期类型。 这样的话，当数据库存储的是时间戳但是需要又想对其使用日期操作符的话，就可以通过这样的方法，先让其变成日期类型，然后再使用日期操作符，用法参考：{ $add: [ new Date(0), '$ts' ] }。
-
字符串操作符（String Operators）
| 操作符 | 简述 |
|---|---|
| $concat | 连接操作符，将给定表达式中的字符串连接一起。用法：{ $concat: [ <expression1>, <expression2>, ... ] } |
| $split | 切割操作符，用于对字符串进行分切。用法：{ $split: [ <string expression>, <delimiter> ] } |
| $toLower | 用于返回字符串的小写形式。用法：{ $toLower: <expression> } |
| $toUpper | 用于返回字符串的大写形式。用法：{ $toUpper: <expression> } |
| $substr | 用于返回子字符串，v3.4+版本不建议使用，应该使用substrBytes或substrCP，v3.4+版本使用的话，相当于substrBytes。用法：{ $substr: [ <string>, <start>, <length> ] } |
| $substrBytes | 用于根据UTF-8下的字节位置返回子字符串（起始位置为0），于v3.4新增。用法：{ $substrBytes: [ <string expression>, <byte index>, <byte count> ] } |
| $substrCP | 用于根据UTF-8下的Code Point位置返回子字符串（起始位置为0），于v3.4新增。用法：{ $substrCP: [ <string expression>, <code point index>, <code point count> ] } |
Code Point: (1) Any value in the Unicode codespace; that is, the range of integers from 0 to 10FFFF16. Not all code points are assigned to encoded characters. See code point type. (2) A value, or position, for a character, in any coded character set.
示例
| 例子 | 结果 |
|---|---|
{ $concat: [ "item", " - ", "a" ] } |
item - a |
{ $split: [ "June-15-2013", "-" ] } |
[ "June", "15", "2013" ] |
{ $split: [ "banana split", "a" ] } |
[ "b", "n", "n", " split" ] |
{ $split: [ "headphone jack", 7 ] } |
$split第二个参数必须是一个字符串，不能是数字 |
{ $toLower: "ITEM" } |
"item" |
{ $toLower: "Item" } |
"item" |
{ $toLower: null } |
"" |
{ $toUpper: "item" } |
"ITEM" |
{ $toUpper: "Item" } |
"ITEM" |
{ $toUpper: null } |
"" |
{ $substrBytes: [ "abcde", 1, 2 ] } |
"bc" |
{ $substrBytes: [ "Hello World!", 6, 5 ] } |
"World" |
{ $substrBytes: [ "cafétéria", 0, 5 ] } |
"café" |
{ $substrBytes: [ "cafétéria", 5, 4 ] } |
"tér" |
{ $substrBytes: [ "cafétéria", 7, 3 ] } |
"Error: Invalid range, starting index is a UTF-8 continuation byte." |
{ $substrBytes: [ "cafétéria", 3, 1 ] } |
"Error: Invalid range, ending index is in the middle of a UTF-8 character." |
{ $substrBytes: [ "寿司sushi", 0, 3 ] } |
"寿" |
{ $substrCP: [ "abcde", 1, 2 ] } |
"bc" |
{ $substrCP: [ "Hello World!", 6, 5 ] } |
"World" |
{ $substrCP: [ "cafétéria", 0, 5 ] } |
"cafét" |
{ $substrCP: [ "cafétéria", 5, 4 ] } |
"tér" |
{ $substrCP: [ "cafétéria", 7, 3 ] } |
"ia" |
{ $substrCP: [ "cafétéria", 3, 1 ] } |
"é" |
{ $substrCP: [ "寿司sushi", 0, 3 ] } |
"寿司s" |
-
日期操作符（Date Operators）
| 操作符 | 简述 |
|---|---|
| $dayOfYear | 返回一年中的一天，值在1和366（闰年）之间。用法：{ $dayOfYear: <expression> } |
| $dayOfMonth | 返回一个月中的一天，值在1和31之间。用法：{ $dayOfMonth: <expression> } |
| $dayOfWeek | 返回一周中的一天，值在1（周日）和7（周六）之间。用法：{ $dayOfWeek: <expression> } |
| $year | 返回年份，eg:2017。用法：{ $year: <expression> } |
| $month | 返回月份，值在1和12之间。用法：{ $month: <expression> } |
| $week | 返回周 ，值在0和53之间。用法：{ $week: <expression> } |
| $hour | 返回时 ，值在0和23之间。用法：{ $hour: <expression> } |
| $minute | 返回分 ，值在0和59之间。用法：{ $minute: <expression> } |
| $second | 返回秒，值在0和60之间（闰秒）。用法：{ $second: <expression> } |
| $millisecond | 返回毫秒，值在0和999之间。用法：{ $millisecond: <expression> } |
| $dateToString | 返回日期的字符串。用法：{ $dateToString: { format: <formatString>, date: <dateExpression> } } |
示例
假如有以下数据：
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "quantity" : 2, "date" : ISODate("2014-01-01T08:15:39.736Z") }
进行如下操作：
db.collection.aggregate( [ { $project: { year: { $year: "$date" }, month: { $month: "$date" }, day: { $dayOfMonth: "$date" }, hour: { $hour: "$date" }, minutes: { $minute: "$date" }, seconds: { $second: "$date" }, milliseconds: { $millisecond: "$date" }, dayOfYear: { $dayOfYear: "$date" }, dayOfWeek: { $dayOfWeek: "$date" }, week: { $week: "$date" }, yearMonthDayUTC: { $dateToString: { format: "%Y-%m-%d", date: "$date" } }, time: { $dateToString: { format: "%H:%M:%S:%L", date: "$date" } } } } ] )
返回结果:
{ "_id" : 1, "year" : 2014, "month" : 1, "day" : 1, "hour" : 8, "minutes" : 15, "seconds" : 39, "milliseconds" : 736, "dayOfYear" : 1, "dayOfWeek" : 4, "week" : 0, "yearMonthDayUTC" : "2014-01-01", "time" : "08:15:39:736" }
-
条件操作符（Conditional Operators）
| 操作符 | 简述 |
|---|---|
| $cond | 用法：{ $cond: [ <boolean-expression>, <true-case>, <false-case> ] } 或者 v2.6+还支持{ $cond: { if: <boolean-expression>, then: <true-case>, else: <false-case-> } } |
| $ifNull | 用法：{ $ifNull: [ <expression>, <replacement-expression-if-null> ] } |
示例
假设有一个关于考试成绩的集合：
{ "_id" : 1, "name" : "a", score: 80 }
{ "_id" : 2, "name" : "b", score: 69 }
{ "_id" : 3, "name" : "c", score: 53 }
{ "_id" : 3, "name" : null, score: 70 }
操作如下：
db.collection.aggregate( [ { $project: { _id: 0, score: 1, pass: { $cond: [ { $gte: [ "$score", 60 ] }, 1, 0 ] }, description: { $ifNull: [ "$name", "Unspecified" ] } } } ] )
返回结果：
{ "name" : "a", score: 80, pass: 1 }
{ "name" : "b", score: 69, pass: 1 }
{ "name" : "c", score: 53, pass: 0 }
{ "name" : "Unspecified", score: 70, pass: 1 }
总结
本文介绍表达式操作符的分类和常用的表达式操作符的用法，表达式操作符主要作用于$project下，通过使用这些操作符可以对文档中的字面量进行处理并返回，进而返回更多有用的数据。
