MongoDB 聚合管道中 $group 分组操作的语法详解
MongoDB 是一个高性能、可扩展的文档存储系统，它提供了丰富的查询和聚合功能。聚合管道是 MongoDB 中用于处理和转换数据的一种强大工具，它允许用户将多个操作串联起来，以实现复杂的数据处理任务。在聚合管道中，$group 操作是一个核心的步骤，它允许用户将文档分组并计算每个组的聚合值。
本文将深入探讨 MongoDB 聚合管道中 $group 分组操作的语法，包括其基本用法、参数、以及一些高级应用。
$group 操作简介
$group 操作是聚合管道中的一个阶段，它将输入的文档分组，并对每个组执行一系列的聚合操作。每个输入文档都会被传递到 $group 阶段，并根据指定的键（key）进行分组。对于每个分组，可以计算各种聚合值，如总和、平均值、最大值、最小值等。
$group 语法详解
基本语法
javascript
{ $group: {
_id: <expression>,
<expression1>: { <accumulator>: <expression> },
<expression2>: { <accumulator>: <expression> },
...
} }
- `_id`: 分组的键，可以是字段名、表达式或常量。如果 `_id` 被省略，则每个文档都会被分配到一个新的组中，并且每个组的 `_id` 为 `null`。
- `<expression>`: 用于计算 `_id` 的表达式。
- `<accumulator>`: 聚合器，用于计算每个组的聚合值。
- `<expression>`: 聚合器中使用的表达式。
聚合器
MongoDB 提供了多种聚合器，以下是一些常用的聚合器：
- `_id`: 返回文档的键值。
- `$sum`: 计算总和。
- `$avg`: 计算平均值。
- `$max`: 返回最大值。
- `$min`: 返回最小值。
- `$push`: 将值添加到数组中。
- `$first`: 返回第一个值。
- `$last`: 返回最后一个值。
示例
假设我们有一个名为 `orders` 的集合，其中包含以下文档：
json
{
"_id": 1,
"order_id": "A1",
"customer_id": "C1",
"amount": 100
},
{
"_id": 2,
"order_id": "A2",
"customer_id": "C1",
"amount": 200
},
{
"_id": 3,
"order_id": "A3",
"customer_id": "C2",
"amount": 150
}
以下是一个使用 $group 操作的示例，它按 `customer_id` 分组，并计算每个客户的订单总数和平均金额：
javascript
db.orders.aggregate([
{ $group: {
_id: "$customer_id",
total_orders: { $sum: 1 },
total_amount: { $sum: "$amount" },
average_amount: { $avg: "$amount" }
}}
])
这将返回以下结果：
json
{
"_id": "C1",
"total_orders": 2,
"total_amount": 300,
"average_amount": 150
},
{
"_id": "C2",
"total_orders": 1,
"total_amount": 150,
"average_amount": 150
}
高级应用
使用数组
$group 操作可以与 `$push` 聚合器结合使用，将多个值推送到数组中。
javascript
db.orders.aggregate([
{ $group: {
_id: "$customer_id",
order_ids: { $push: "$order_id" },
total_amount: { $sum: "$amount" }
}}
])
使用条件聚合
可以使用 `$cond` 聚合器在 $group 阶段进行条件聚合。
javascript
db.orders.aggregate([
{ $group: {
_id: "$customer_id",
total_amount: { $sum: "$amount" },
high_value_orders: { $push: { $cond: [{ $gt: ["$amount", 100] }, "$order_id", null] } }
}}
])
使用 `$sort` 和 `$limit`
在 $group 阶段之后，可以使用 `$sort` 和 `$limit` 来对结果进行排序和限制。
javascript
db.orders.aggregate([
{ $group: {
_id: "$customer_id",
total_amount: { $sum: "$amount" }
}},
{ $sort: { total_amount: -1 } },
{ $limit: 5 }
])
总结
$group 操作是 MongoDB 聚合管道中一个强大的工具，它允许用户对数据进行分组和聚合。通过理解 $group 的语法和聚合器，可以创建复杂的查询来处理和分析数据。本文详细介绍了 $group 操作的语法，并通过示例展示了其应用。通过学习和实践，用户可以更好地利用 MongoDB 的聚合功能来处理数据。
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