原来MongoDB 数组这么简单!!!!

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MongoDB是文档型数据库,每个文档(doc)表示数据的一项记录。相比关系型DB的row只能使用简单的数据类型,doc能够使用复杂的数据类型:内嵌doc,数组。MongoDB的数组是一系列元素的集合,使用中括号 [] 表示数组,例如:[1,2,3]的元素是整数值,[{name:"t5"}, {name:"t7"}],[ {name:"t5", age:21}, {name:"t7", age:22} ]的元素是doc。

在MongoDB中,数组元素允许重复,元素的位置是固定的。如果两个数组相等,那么这两个数组的元素和及其位置都相同。

创建示例collection,使用db.collection.insert()函数和数组参数,一次性向集合中插入3个doc。

 
user1={ name:"t1", age:21} user2={ name:"t2", age:22} user3={ name:"t3", age:23} db.users.insert([user1,user2,user3])

 

一,使用dot标记法(dot notation)访问数组元素

MongoDB使用 dot 访问数组的元素,或内嵌doc字段。

MongoDB uses the dot notation to access the elements of an array and to access the fields of an embedded document.

 
users= { name:"t1", age:21, address: {phone:123,email:"xxx@163.com"}, followers:[{name:"a"},{name:"b"},{name:"c"}] }

address 字段是内嵌文档,查找phone是123的doc

 
db.users.find({"addr.phone":123})

followers 字段是数组,查询followers中存在name=“b”的doc

 
db.users.find({"followers.name":"b"})

 

二,修改字段的值

在MongoDB中,修改操作主要使用两个修改器:$set 和 $inc,这两个修改器具有upsert特性:如果doc中存在相应的字段,那么修改该字段的值;如果doc中不存在相应的字段,那么在doc中创建新的字段。$inc用于整数型字段,增加或减少字段的值,$set用于任意数据类型,替换字段的值。

1,使用$set修改器,增加followers数组,使用empty filter:{},表示更新集合中的所有doc

 
db.users.updateMany( {}, {$set: { followers:[ {name:"t5"},{name:"t7"} ] } } )

 

2,使用$inc修改器,增加age字段的值,每个doc的age字段的都增加1

 
db.users.updateMany( {}, {$inc:{age:1}} )

 

3,$set 和 $inc的不同之处在于:$set是替换现有字段的值,而$inc是在现有字段值的基础上,增加或减少指定的数值

示例,使用$set修改age的值,更新结束后,每个doc的age字段都是1

 
db.users.updateMany( {}, {$set:{age:1}} )

 

三,修改数组

如果要向数组中增加或删除一个元素,$set和$inc 都不能很好的满足这种需求,MongoDB有专用的 Array Operator,用于修改数组字段。

1,使用$push向doc中增加数组,或插入新的元素

$push:如果doc中存在相应的数组字段,那么向数组的尾部插入一个元素;如果doc中不存在相应的数组字段,那么向doc中创建一个数组字段,并初始化。

示例,第一次调用$push,由于doc中不存在comments字段,因此MongoDB向doc中新建comments 数组字段,并初始化数组

 
db.users.updateMany( {}, {$push:{comments:{msg:"c1"}}} )

示例,后续再次调用$push,向已有的数组字段的尾部追加一个元素

 
db.users.updateMany( {}, {$push:{comments:{msg:"c2"}}} )

图示,左边是数组的第一个元素,右边是数组的最后一个元素,使用$push每次向数组的尾部追加一个元素

 

2,向数组字段插入多个元素

$push 修改器每次只能向数组字段的尾部插入一个元素,搭配使用$each 修改器,每次能向数组字段中插入多个元素

 
db.users.updateMany( {}, {$push: { comments:{ $each:[ {msg:"c3"}, {msg:"c4"} ] } } } )

图示,使用$each,一次将多个元素插入到数组的尾部

 

3,从数组字段的特定位置处开始插入元素

使用$push 修改器只能将元素插入到数组字段的尾部,搭配使用$position 修改器,能够指定元素插入的开始位置,$position 必须和$each搭配使用。数组的下标是从0开始的。

 
db.users.updateMany ( {}, {$push: {comments: { $each:[ { msg:"c5"}, {msg:"c6"} ], $position:2 } } } )

图示,使用$position 指定元素插入的开始位置,将c5,c6 依次插入都数组的2,3位置处,由于数组的小标是从0开始的,c5,c6 是数组的第3,4个元素

 

如果不使用$position 修改器,那么 $push 每次都向数组的末尾写入元素;使用$position 修改器,指定$push插入元素的开始位置。

$position :The $position modifier specifies the location in the array at which the $push operator insert elements. Without the $positionmodifier, the $push operator inserts elements to the end of the array.

4,限制数组中元素的数量

在$push 元素时,使用$slice=MaxNum限制数组元素的最大数量。只要没有达到最大数量,就会向数组中插入新的元素,直到达到最大值。$slice必须和$each搭配使用,如果数组字段的元素的数量已经达到最大值,根据MaxNum值的不同,会有不同的行为:

示例,保留每个comments的最后5个元素

 
db.users.updateMany( {}, {$push: {comments: { $each:[ {msg:"c7"}, {msg:"c8"}, {msg:"c9"}], $slice:-5 } } } )

图示,$slice:-5,MongoDB先将新的元素插入到数组中,将保留数组末尾的5个元素,将数组的其他元素删除

 

5,对数组字段的元素进行排序

在限制数组字段的元素数量之前,使用$sort 操作符对元素进行排序,是数组元素有序排列。在$sort操作之后使用 $slice:MaxNum 修改器,由于数组元素是有序的,能够只保留序列前面或后面的特定数量的元素。

 
db.users.updateMany( {}, {$push: {comments: { $each:[ {msg:"c7"}, {msg:"c8"}, {msg:"c9"}], $sort:{msg:-1}, $slice:-5 } } } )

图示,$each 向现有的数组的尾部中插入三个元素:c7,c8,c9,$sort:{msg:-1} 对数组按照msg的降序排序,$slice:-5 操作符限制数组的元素数量,只保留数组尾部的5个元素。

 

如果数组是[1,2,3]这种类型,那么$sort:1,按照1,2,3 升序排列; $sort:-1,安装3,2,1 降序排列。

6,使用$addToSet向数组插入无重复的元素

通过$push 插入元素,有可能插入重复的元素,MongoDB允许数组中的元素重复;如果一个数组不能插入重复值,可以使用$addToSet修改器, $addToSet在向数组插入元素时,首先检查元素是否已经存在于数组中,如果不存在,那么$addToSet将元素插入到数组中;如果存在,那么$addToSet不会插入任何元素。$addToSet只会保证不会插入重复的元素,不应影响数组中已经存在的重复元素。

$addToSet 能够一次性向数组中插入多个元素。

$addToSet only ensures that there are no duplicate items added to the set and does not affect existing duplicate elements. $addToSet does not guarantee a particular ordering of elements in the modified set.

示例,向comments 数组中插入三个messge

 
db.users.updateMany( {}, {$addToSet: {comments:[ {msg:"c7"}, {msg:"c8"}, {msg:"c9"}] } } )

7,使用$pop删除数组的第一个或最后一个元素

把数组看作是队列,下标为0的元素是在队列头部,是数组的第一个元素,小标最大的元素是数组的最后一个元素。使用$pop删除元素时,{$pop:{array:1}} 表示删除数组的最后一个元素,{$pop:{array:-1}} 表示删除数组的第一个元素。

 
db.users.updateMany( {}, {$pop:{comments:1}} )

图示,删除数组的最后一个元素

 

8,根据queyr filter删除数组元素

 
db.users.updateMany( {}, {$pull:{comments:{msg:"c7"}}} )

图示,删除数组中msg字段是"c7"的所有元素

 

9,根据数组的下标修改元素,数组下标是从0开始的

对于js的数组 arr,包含两个element,修改第一个元素的like 字段,将其值设置为2.

 
var arr=[{name:"t1",like:1},{name:"t2",like:2}] arr[0].like=2 print(tojoson(arr))

在MongoDB中,如果要修改doc中的数组,可以使用 dot notation,使用 arrary.index.field 对数组中特定位置的元素进行修改。

 
db.users.updateMany( {}, {$inc:{"comments.0.likes":1}} )

图示,向数组的第一个元素中增加likes字段,并初始化为1

 

如果不知道数组元素的下标,MongoDB提供占位符 $,用于表示从数组中查找满足query filter的第一个元素。占位符 $ 需要对数组进行查找,查找的query filter必须显式提供,如果存在数据元素满足query filter,那么$ 占位符表示第一个匹配的数组元素的position,如果没有数组元素满足query filter,那么MongoDB不会对数据任何作用。

$占位符的使用格式,跟数组的元素类型有关:

$: Acts as a placeholder to update the first element that matches the query condition in an update.

示例1,使用empty filter作为query filter

 
db.users.updateMany( {}, {$inc:{"comments.$.unlikes":1}} )

MongoDB抛出错误消息:

"errmsg" : "The positional operator did not find the match needed from the query. Unexpanded update: comments.$.unlikes"

说明 query filter 不能使用empty filter,必须显式提供query filter。

示例2,对数组元素进行查询,只要存在任何一个元素的msg字段的值c4,就在该元素中增加一个unlikes字段,并初始化为1.

 
db.users.updateMany( {comments: {$elemMatch:{msg:"c4"}} }, {$inc: {"comments.$.unlikes":1} } )

图示,$ 占位符表示匹配query filter的第一个元素

 

 

四,数组的查询

1,元素匹配符 $elemMatch,使用数组元素进行条件匹配

$elemMatch 是对数组元素的字段进行匹配,如果元素或元素的字段满足查询条件,那么返回该元素所在的doc。

格式是:{array:{$elemMatch:{field_query_filter,,,,}}}

The $elemMatch operator matches documents that contain an array field with at least one element that matches all the specified query criteria.

 
db.users.find({comments:{$elemMatch:{like:1}}})

示例1,数组元素是整数类型(原子类型)

 
{ _id: 1, results: [ 82, 85, 88 ] } { _id: 2, results: [ 75, 88, 89 ] } 
 
db.scores.find( { results: { $elemMatch: { $gte: 80, $lt: 85 } } } )

查询结果是:只有_id为1的doc的数组元素82满足query filter

 
{ "_id" : 1, "results" : [ 82, 85, 88 ] }

示例2,数组元素是doc

 
{ _id: 1, results: [ { product: "abc", score: 10 }, { product: "xyz", score: 5 } ] } { _id: 2, results: [ { product: "abc", score: 8 }, { product: "xyz", score: 7 } ] } { _id: 3, results: [ { product: "abc", score: 7 }, { product: "xyz", score: 8 } ] }
 
db.survey.find( { results: { $elemMatch: { product: "xyz", score: { $gte: 8 } } } } )

查询结果是:

 
{ "_id" : 3, "results" : [ { "product" : "abc", "score" : 7 }, { "product" : "xyz", "score" : 8 } ] }

2,数组的比较,使用数组进行条件匹配

使用数组进行比较时,只要数组中的任何元素满足query filter,就匹配成功。

如果有以下三个doc,每个doc中都有一个grades 数组:

 
{ "_id" : 1, "grades" : [ 80, 85, 90 ] } { "_id" : 2, "grades" : [ 88, 90, 92 ] } { "_id" : 3, "grades" : [ 85, 100, 90 ] }

示例1,对于query filter:{grades:{$gt:85, $lt:100}},分析这3个数组是否满足:

因此,只要数组中有任何一个元素满足qeury filter,就算满足qeury filter,这3个数组都满足query filter。
示例2,query filter:{grades:90}

只要数组中有一个元素的值是90,就满足query filter,因此,这3个数组都满足条件。

3,查询数组元素的数量

$size操作符,如果doc中存在数组,并且数组的元素满足$size指定的条件,那么返回该doc。

The $size operator matches any array with the number of elements specified by the argument.

 
db.collection.find( { array: { $size: n } } );

4,数组包含指定的多个元素

The $all operator selects the documents where the value of a field is an array that contains all the specified elements.

 
{ array : { $all: [ <value1> , <value2> ... ] } }

$all 表示集合的包含关系,全集包含子集的所有元素。如果数组A包含数组B,那么A是B的全集,B是A的子集。子集中的所有元素,都存在于全集;全集中的元素,不一定存在于子集。

如果array包含指定的数组,那么满足$all条件,返回doc,表示指定数组的元素都存在于array。

示例1,如果两个数组相等,那么这两个数组的元素和及其位置都相同,即在数组的相同位置上,其元素相同。

这三个数组互不相同,arr1 和 arr2 元素数量相同,但是存在相同位置上(下标是:1,2)的元素不同;

 
arr1=[1,2,3] arr2=[1,3,2] arr3=[1,2]

示例2,包含关系(数组元素是int,字符串等原子类型)

$all表示的是包含关系,对于arr=[1,2,3],满足条件{arr:{$all:[2,1]}},arr存在元素1,2。

示例,查询数组中同时存在2,3的doc

 
{ "_id" : 1, "g" : [ 1, 2, 3 ] } { "_id" : 2, "g" : [ 4, 2, 3 ] } { "_id" : 3, "g" : [ 4, 2, 5 ] } db.foo.find({g:{$all:[2,3]}})

查询结果是

 
{ "_id" : 1, "g" : [ 1, 2, 3 ] } { "_id" : 2, "g" : [ 4, 2, 3 ] }

示例3,包含关系(数组元素是doc)

示例,对于以下集合,每个doc中都有一个数组字段qty,每个数组中包含三个元素,每个元素都是内嵌doc。

 
{_id:1, qty: [ { size: "S", num: 10, color: "yellow" }, { size: "M", num: 45, color: "blue" }, { size: "L", num: 100, color: "green" } ] } {_id:2, qty: [ { size: "S", num: 10, color: "blue" }, { size: "M", num: 100, color: "red" }, { size: "L", num: 100, color: "green" } ] }

查询数组元素中color字段同时存在blue 和 green的doc,这两个doc都满足条件。

 
db.foo.find({"qty.color":{$all:["blue","green"]}})
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