学习MongoDB--(4-2):MongoDB查询(数组、内嵌文档和$where)

查询数组很容易,对于数组,我们可以这样理解:数组中每一个元素都是这个键值对键的一个有效值,如下面的例子:我们要查询出售apple的水果店:

db.fruitshop.find();{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "name" : "big fruit", "fruits" : [ "apple", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("502251a309248743250688e1"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "banana", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("502251c109248743250688e2"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "banana", "apple", "tomato" ] }> db.fruitshop.find({"fruits":"apple"});{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "name" : "big fruit", "fruits" : [ "apple", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("502251c109248743250688e2"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "banana", "apple", "tomato" ] }>
我们发现只要包含苹果的数组都能被查询出来。如果要通过多个元素来匹配数组,就需要条件操作符"$all",比如我们要查询既卖apple又卖banana的水果店:
db.fruitshop.find();{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "name" : "big fruit", "fruits" : [ "apple", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("502251a309248743250688e1"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "banana", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("502251c109248743250688e2"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "banana", "apple", "tomato" ] }> db.fruitshop.find({"fruits":{"$all":["apple","banana"]}});{ "_id" : ObjectId("502251c109248743250688e2"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "banana", "apple", "tomato" ] }>
我们看,使用“$all”对数组内元素的顺序没有要求,只要全部包含的数组都能查询出来。数组查询也可以使用精确匹配的方式,即查询条件文档中键值对的值也是数组,如:
{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "name" : "big fruit", "fruits" : [ "apple", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "name" : "fruit king", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear" ] }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear", "banana" ] }> db.fruitshop.find({"fruits":["apple","orange","pear"]});{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "name" : "fruit king", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear" ] }>
如果是精确匹配的方式,MongoDB的处理方式是完全相同的匹配,即顺序与数量都要一致,上述中第一条文档和查询条件的顺序不一致,第三条文档比查询条件文档多一个元素,都没有被匹配成功!
对于数组的匹配,还有一种形式是精确指定数组中某个位置的元素匹配,我们前面提到,数组中的索引可以作为键使用,如我们要匹配水果店售第二种水果是orange 的水果店:
db.fruitshop.find();{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "name" : "big fruit", "fruits" : [ "apple", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "name" : "fruit king", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear" ] }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear", "banana" ] }> db.fruitshop.find({"fruits.1":"orange"});{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "name" : "fruit king", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear" ] }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear", "banana" ] }>
数组索引从0开始,我们匹配第二种水果就用furits.1作为键。
"$size"条件操作符,可以用来查询特定长度的数组的,如我们要查询卖3种水果的水果店:
db.fruitshop.find();{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "name" : "big fruit", "fruits" : [ "apple", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "name" : "fruit king", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear" ] }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "name" : "good fruit", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear", "banana" ] }> db.fruitshop.find({"fruits":{"$size":3}});{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "name" : "big fruit", "fruits" : [ "apple", "pear", "orange" ] }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "name" : "fruit king", "fruits" : [ "apple", "orange", "pear" ] }>
但条件操作符"$size"不能和其他操作符连用如“$gt”等,这是这个操作符的一个缺陷。使用这个操作符我们只能精确查询某个长度的数组。如果实际中,在查询某个数组时,需要按其长度范围进行查询,这里推荐的做法是:在这个文档中额外增加一个“size”键,专门记录其中数组的大小,在对数组进行"$push"操作同时,将这个“size”键值加1。如下所示:
db.fruitshop.find({"name":"big fruit"});{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "fruits" : [ "apple", "pear", "orange", "strawberry" ], "name" : "big fruit", "size" : 4 }> db.fruitshop.update({"name":"big fruit"},... {"$push":{"fruits":"banana"}, "$inc":{"size":1}}, false, false);> db.fruitshop.find({"name":"big fruit"});{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "fruits" : [ "apple", "pear", "orange", "strawberry", "banana" ], "name" : "big fruit", "size" : 5 }>
但这个方式和修改器"$addToSet"没法配合使用,因为你无法判断这个元素是否添加到了数组中!
上篇提到了,find函数的第二个参数用于查询返回哪些键,他还可以控制查询返回数组的一个子数组,如下例:我只想查询水果店售卖说过数组的前两个:
db.fruitshop.find();{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "fruits" : [ "apple", "pear", "orange", "strawberry", "banana" ], "name" : "big fruit" }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "fruits" : [ "apple", "orange", "pear" ], "name" : "fruit king" }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "fruits" : [ "apple", "orange", "pear", "banana" ], "name" : "good fruit" }> db.fruitshop.find({}, {"fruits":{"$slice":2}});{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "fruits" : [ "apple", "pear" ], "name" : "big fruit" }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "fruits" : [ "apple", "orange" ], "name" : "fruit king" }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "fruits" : [ "apple", "orange" ], "name" : "good fruit" }>
“$slice”也可以从后面截取,用复数即可,如-1表明截取最后一个;还可以截取中间部分,如[2,3],即跳过前两个,截取3个,如果剩余不足3个,就全部返回!
db.fruitshop.find();{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "fruits" : [ "apple", "pear", "orange", "strawberry", "banana" ], "name" : "big fruit" }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "fruits" : [ "apple", "orange", "pear" ], "name" : "fruit king" }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "fruits" : [ "apple", "orange", "pear", "banana" ], "name" : "good fruit" }> db.fruitshop.find({}, {"fruits":{"$slice":-1}});{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "fruits" : [ "banana" ], "name" : "big fruit" }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "fruits" : [ "pear" ], "name" : "fruit king" }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "fruits" : [ "banana" ], "name" : "good fruit" }> db.fruitshop.find({}, {"fruits":{"$slice":[3,6]}});{ "_id" : ObjectId("5022518d09248743250688e0"), "fruits" : [ "strawberry", "banana" ], "name" : "big fruit" }{ "_id" : ObjectId("5022535109248743250688e4"), "fruits" : [ ], "name" : "fruit king" }{ "_id" : ObjectId("502253c109248743250688e5"), "fruits" : [ "banana" ], "name" : "good fruit" }>
如果第二个参数中有个键使用了条件操作符"$slice",则默认查询会返回所有的键,如果此时你要忽略哪些键,可以手动指明!如:
db.fruitshop.find({}, {"fruits":{"$slice":[3,6]}, "name":0, "_id":0});{ "fruits" : [ "strawberry", "banana" ] }{ "fruits" : [ ] }{ "fruits" : [ "banana" ] }>
【查询内嵌文档】
查询文档有两种方式,一种是完全匹查询,另一种是针对键值对查询!内嵌文档的完全匹配查询和数组的完全匹配查询一样,内嵌文档内键值对的数量,顺序都必须一致才会匹配,如下例:
db.staff.find();{ "_id" : ObjectId("50225fc909248743250688e6"), "name" : { "first" : "joe", "middle" : "bush", "last" : "Schmoe" }, "age" : 45 }{ "_id" : ObjectId("50225fe209248743250688e7"), "name" : { "first" : "joe", "middle" : "bush" }, "age" : 35 }{ "_id" : ObjectId("50225fff09248743250688e8"), "name" : { "middle" : "bush", "first" : "joe" }, "age" : 25 }> db.staff.find({"name":{"first":"joe","middle":"bush"}});{ "_id" : ObjectId("50225fe209248743250688e7"), "name" : { "first" : "joe", "middle" : "bush" }, "age" : 35 }>
针对内嵌文档特定键值对的查询是最常用的!通过点表示法来精确表示内嵌文档的键:
db.staff.find();{ "_id" : ObjectId("50225fc909248743250688e6"), "name" : { "first" : "joe", "middle" : "bush", "last" : "Schmoe" }, "age" : 45 }{ "_id" : ObjectId("50225fe209248743250688e7"), "name" : { "first" : "joe", "middle" : "bush" }, "age" : 35 }{ "_id" : ObjectId("50225fff09248743250688e8"), "name" : { "middle" : "bush", "first" : "joe" }, "age" : 25 }> db.staff.find({"name.first":"joe", "name.middle":"bush"});{ "_id" : ObjectId("50225fc909248743250688e6"), "name" : { "first" : "joe", "middle" : "bush", "last" : "Schmoe" }, "age" : 45 }{ "_id" : ObjectId("50225fe209248743250688e7"), "name" : { "first" : "joe", "middle" : "bush" }, "age" : 35 }{ "_id" : ObjectId("50225fff09248743250688e8"), "name" : { "middle" : "bush", "first" : "joe" }, "age" : 25 }>
我们看,这样查询,所有有效文档均被查询到了!通过点表示法,可以表示深入到内嵌文档内部的键!利用“点表示法”来查询内嵌文档,这也约束了在插入文档时,任何键都不能包含“.” !!
当内嵌文档变得复杂后,如键的值为内嵌文档的数组,这种内嵌文档的匹配需要一些技巧,如下例:
db.blogs.findOne();{ "_id" : ObjectId("502262ab09248743250688ea"), "content" : ".....", "comment" : [ { "author" : "joe", "score" : 3, "comment" : "just so so!" }, { "author" : "jimmy", "score" : 5, "comment" : "cool! good!" } ]}> db.blogs.find({"comment.author":"joe", "comment.score":{"$gte":5}});{ "_id" : ObjectId("502262ab09248743250688ea"), "content" : ".....", "comment" : [ { "author" : "joe", "score" : 3, "comment" : "just so so!" }, { "author" : "jimmy", "score" : 5, "comment" : "cool! good!" } ] }>
我们想要查询评论中有叫“joe”并且其给出的分数超过5分的blog文档,但我们利用“点表示法”直接写是有问题的,因为这条文档有两条评论,一条的作者名字叫“joe”但分数只有3,一条作者名字叫“jimmy”,分数却给了5!也就是这条查询条件和数组中不同的文档进行了匹配!这不是我们想要的,我们这里是要使用一组条件而不是单个指明每个键,使用条件操作符“$elemMatch”即可!他能将一组条件限定到数组中单条文档的匹配上:
db.blogs.findOne();{ "_id" : ObjectId("502262ab09248743250688ea"), "content" : ".....", "comment" : [ { "author" : "joe", "score" : 3, "comment" : "just so so!" }, { "author" : "jimmy", "score" : 5, "comment" : "cool! good!" } ]}> db.blogs.find({"comment":{"$elemMatch":{"author":"joe", "score":{"$gte":5}}}});> db.blogs.find({"comment":{"$elemMatch":{"author":"joe", "score":{"$gte":3}}}});{ "_id" : ObjectId("502262ab09248743250688ea"), "content" : ".....", "comment" : [ { "author" : "joe", "score" : 3, "comment" : "just so so!" }, { "author" : "jimmy", "score" : 5, "comment" : "cool! good!" } ] }>
这样做,结果是正确的!利用条件操作符“$elemMatch”可以组合一组条件,并且还能达到的“点表示法”的模糊查询的效果!
【$where】
上面提到的所有的键值对的查询方式,我们也可以看出,已经很强大了!但如果实际中真的遇到一种情况无法用上述方式实现时,不用慌,MongoDB为我们提供了终极武器:"$where",用他可以执行任意JavaScript作为查询的一部分!最典型的应用:一个文档,如果有两个键的值相等,就选出来,否则不选:
db.fruitprice.find();{ "_id" : ObjectId("50226b4c3becfacce6a22a5b"), "apple" : 10, "banana" : 6, "pear" : 3 }{ "_id" : ObjectId("50226ba63becfacce6a22a5c"), "apple" : 10, "watermelon" : 3, "pear" : 3 }> db.fruitprice.find({"$where":function () {... for(var current in this){... for(var other in this){... if(current != other && this[current] == this[other]){... return true;... }... }... }... return false;... }});{ "_id" : ObjectId("50226ba63becfacce6a22a5c"), "apple" : 10, "watermelon" : 3, "pear" : 3 }>
我们可以看出,使用"$where"其实就是写了一个javascript函数,MongoDB在查询时,会将每个文档转换成一个javascript对象,然后扔到这个函数中去执行,通过返回结果来判断其是否匹配!在实际使用中,尽量避免使用”$where" 条件操作符,因为其性能很差!在执行过程中,需要把每个档案转化为javascript对象!如果不可避免,则尽量这样写:find({”other“:”......“,......,“$where”:""}),即将"$where"放最后,作为结果调优,让常规查询作为前置过滤条件!这样能减少一些性能损失!
我们这里还可以发现,“$where”条件操作符也是作为外层文档的键使用,昨天说“$or”条件操作符是被作为外层文档的键使用。其余目前遇到的条件操作符都是被作为内层文档的键使用!

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