一文帶你快速看懂MongoDB的加減乘除運用

2024-09-07 00:22:31

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供稿：網友

很多朋友對于MongoDB數據庫不熟悉，因此對于MongoDB功能實現不是很清楚。其實MongoDB也能做“加減乘除”運算，下面我們就一起來看看吧。

       在MongoDB數據庫中“加減乘除”運算，又稱為數學表達式（mathematical expression；或算術表達式），主要用于操作數值。

       1.$add操作符（+）
       1.1 語法及功能介紹
       $add 操作符主要用于將一組數字相加；也可以用于在指定時間上添加一定的時間間隔。時間間隔單位為milliseconds（毫秒）。

       $add操作符的語法：

{ $add: [ <expression1>, <expression2>, ... ] }
       這個操作符接受一個或多個表達式作為參數，將這些表達式相加。

       1.2 案例演示
       例如我們有一個sales的集合，其中有商品類別字段、商品價格字段，商品服務費字段。

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "fee" : 2, date: ISODate("2014-03-01T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : 20, "fee" : 1, date: ISODate("2014-03-01T09:00:00Z") }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "price" : 5, "fee" : 0, date: ISODate("2014-03-15T09:00:00Z") }
       如果有個需求，要統計商品的總費用（price + fee），那么其統計SQL 如下：

db.sales.aggregate(
[
{ $project: { item: 1, total: { $add: [ "$price", "$fee" ] } } }
]
)
       結果顯示如下：

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "total" : 12 }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "total" : 21 }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "total" : 5 }
       現在我們來看下在時間上的$add運算，例如，在上面的集合中，我們想看看商品的有效日期，假如商品的有效日期是在現有的date字段數據 + 3天（注意時間參數的單位為毫秒）。

       有效日期命名為 expire_date，則相應的SQL如下：

db.sales.aggregate(
[
{ $project: { item: 1, expire_date: { $add: [ "$date", 3*24*60*60*1000 ] } } }
]
)
       結果顯示為：

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "expire_date" : ISODate("2014-03-04T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "expire_date" : ISODate("2014-03-04T09:00:00Z") }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "expire_date" : ISODate("2014-03-18T09:00:00Z") }
       注：此案例中有關時間的這種運算，在SQL Server 數據庫中是通過函數 DATEADD(）來實現的。

       2.$subtract操作符（－）
       2.1 語法及功能介紹
       $subtract操作符是$add的逆運算，它可以計算兩個數值的差值；可以計算 2個日期時間的間隔；還可以在指定日期上減去指定的時間間隔。關于時間的計算，參數的單位都是milliseconds（毫秒）。

$subtract操作符的語法

{ $subtract: [ <expression1>, <expression2> ] }
       接受兩個表達式作為參數，用第一個表達式減去第二個表達式作為結果。

       2.2 案例演示
       將案例1的集合 sales清空，插入以下數據

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "fee" : 2, "discount" : 5, "date" : ISODate("2014-03-01T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : 20, "fee" : 1, "discount" : 2, "date" : ISODate("2014-03-01T09:00:00Z") }
       新的數據，添加了商品打折的字段。如果此時統計商品的總費用，則需要商品價格字段 + 服務費用字段 - 打折字段

       SQL 語句如下

db.sales.aggregate( [ { $project: { item: 1, total: { $subtract: [ { $add: [ "$price", "$fee" ] }, "$discount" ] } } } ] )
       統計結果顯示如下

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "total" : 7 }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "total" : 19 }
       關于時間的減法運算有2個場景

       場景1 ：計算兩個日期的時間間隔（統計單位為毫秒）

       例如，我們計算sales中商品已生成存在的時間（現在的時間-集合中date字段）

db.sales.aggregate( [ { $project: { item: 1, dateDifference: { $subtract: [ new Date(), "$date" ] } } } ] )
       結果顯示為

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "dateDifference" : NumberLong("154747094624") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "dateDifference" : NumberLong("154743494624") }
       注：此案例中關于時間的這種運算，在SQL Server 數據庫中是通過函數 DATEDiff(）來實現的。

       場景2：指定日期上減去一定的時間間隔

       假如sales集合中的商品一般是規定提前3個小時package的(date字段 --3個小時)，那么我們來計算出這個package_date

實現SQL的語句如下

db.sales.aggregate( [ { $project: { item: 1, dateDifference: { $subtract: [ "$date", 3 * 60 * 60 * 1000 ] } } } ] )
       結果顯示如下

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "dateDifference" : ISODate("2014-03-01T05:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "dateDifference" : ISODate("2014-03-01T06:00:00Z") }
       注：此案例中關于時間的這種運算，在SQL Server數據庫中是通過函數 DATEADD(）來實現的。

       3.$multiply操作符（*）
       3.1 語法及功能介紹
       $multiply操作符主要用來一組數值相乘。

       $multiplyt操作符的語法

{ $multiply: [ <expression1>, <expression2>, ... ] }
       接受一個或多個表達式，并將它們相乘。

       3.2 案例演示
       將案例2的集合 sales清空，插入以下數據

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "quantity": 2, date: ISODate("2014-03-01T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : 20, "quantity": 1, date: ISODate("2014-03-01T09:00:00Z") }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "price" : 5, "quantity": 10, date: ISODate("2014-03-15T09:00:00Z") }
       在這個商品銷售集合中，有商品的價格字段，還有商品數量字段，我們需要統計出，每個商品的總額（商品價格*商品數據量）

       統計的SQL語句：

db.sales.aggregate(
[
{ $project: { item: 1, total_price: { $multiply: [ "$price", "$quantity" ] } } }
]
)
       結果顯示如下:

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "total_price" : 20 }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "total_price" : 20 }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "total_price" : 50 }
       4.$divide操作符（/）
       4.1 語法及功能介紹
       $divide操作符主要用來2個數字相除。

       $divide操作符的語法為：

{ $divide: [ <expression1>, <expression2> ] }
       接受兩個表達式，將第一個表達式除以第二個表達式的商作為結果。

       4.2 案例演示
       例如我們有一個關于項目計劃的集合planning ，在這個集合中有關于耗時的字段 hours，數據格式如下。

{ "_id" : 1, "name" : "A", "hours" : 80, "resources" : 7 },
{ "_id" : 2, "name" : "B", "hours" : 40, "resources" : 4 }
       上面的數據是安照工時統計的，如果我們安照工作日統計（工時/8）,其SQL語句如下：

db.planning.aggregate(
[
{ $project: { name: 1, workdays: { $divide: [ "$hours", 8 ] } } }
]
)
       結果顯示如下：

{ "_id" : 1, "name" : "A", "workdays" : 10 }
{ "_id" : 2, "name" : "B", "workdays" : 5 }
       5 求余運算（$mod）
       講到除法運算，自然就會想到求余的運算（%），下面我們簡單介紹以下求余運算符$mod。

       5.1 語法及功能介紹
       語法：

{ $mod: [ <expression1>, <expression2> ] }
       接受兩個表達式，將第一個表達式除以第二個表達式得到的余數作為結果。

       5.2 案例演示
       還是上面的關于任務計劃的集合，上面有工時字段，還有任務字段，數據格式如下：

{ "_id" : 1, "project" : "A", "hours" : 80, "tasks" : 7 }
{ "_id" : 2, "project" : "B", "hours" : 40, "tasks" : 4 }
       我們統計每個任務平均后，剩余的時間，SQL語句如下：

db.planning.aggregate(
[
{ $project: { remainder: { $mod: [ "$hours", "$tasks" ] } } }
]
)
       結果顯示如下：

{ "_id" : 1, "remainder" : 3 }
{ "_id" : 2, "remainder" : 0 }
       6.案例分析
       在文章的最后一節，我們用一個例子，鞏固一下上面的學習，同時引入另外一個知識點----邏輯表達式。

       6.1 案例探究
       假如有個大學教授想通過某種比較復雜的計算為他的學生打分：出勤率占10%，日常測驗成績占30%，期末考試成績占60%，但如果是老師寵愛的學生，那么分數就是100.

       關于學生students集合的數據格式如下

{ "_id" : 1, "sno" : 201501010001, "name" : "xiaoming", "attendanceAvg" : 90, "quizzAvg" : 95,
"testAvg" : 98, "teacherPet" : true }
{ "_id" : 2, "sno" : 201501010002, "name" : "xiaoli", "attendanceAvg" : 100, "quizzAvg" : 90,
"testAvg" : 90, "teacherPet" : false }
{ "_id" : 3, "sno" : 201501010003, "name" : "xiaohong", "attendanceAvg" : 100, "quizzAvg" : 80,
"testAvg" : 100, "teacherPet" : false }
       滿足此教授老師需求的查詢SQL語句如下：

db.students.aggregate(
[
{
  $project:
  {

   "sno": 1, "name": 1,
   grade:
   {
    $cond: ["$teacherPet", 100, {
    "$add":
     [
     { "$multiply": ["$attendanceAvg", .1] },
     { "$multiply": ["$quizzAvg", .3] },
     { "$multiply": ["$testAvg", .6] }
     ]
    }]
   }
  }
}
]
)
       查詢的結果如下

{ "_id" : 1, "sno" : 201501010001, "name" : "xiaoming", "grade" : 100 }
{ "_id" : 2, "sno" : 201501010002, "name" : "xiaoli", "grade" : 91 }
{ "_id" : 3, "sno" : 201501010003, "name" : "xiaohong", "grade" : 94 }
       在本例中我們不僅用到了數學表達式$add,$$multiply，還用到了邏輯表達式$cond（if 老師寵愛的學生就100，否則計算分數...）。下面，我們粗略講解一下關于 MongoDB的邏輯表達式。

       6.2 常用邏輯表達式
類別操作符語法功能用途
布爾表達式 $and {$and: [ <expression1>, <expression2>, ... ]} 如果所有表達式的值為true，那就返回true，否則返回false。
$or {$or: [ <expression1>, <expression2>, ... ]} 只要有任意表達式的值為true，那就返回true，否則返回false。
$not { $not: [ <expression> ] } 對expression取反。
控制表達式 $cond { $cond: { if: <boolean-expression>, then: <true-case>, else: <false-case-> } }
或者
{ $cond: [ <boolean-expression>, <true-case>, <false-case> ] } 如果boolean-expression為的值是true，那就返回true-case，否則返回false-case。
$ifNull { $ifNull: [ <expression>,<replacement-expression-if-null> ] } 如果expression是null，那就返回replacement-expression-if-null，否則返回expression。
比較表達式 $cmp { $cmp: [ <expression1>,<expression2> ] } 比較expression1和expression2，如果相等，返回0；如果前者大于后者，返回一個正數1；如果前者小于后者。返回一個負數-1。
$strcasecmp { $strcasecmp: [<expression1>,<expression2> ] } $cmp的細化。用來比較expression1和expression2；區分大小寫，主要針對ASCII characters。如果相等，返回0；如果前者大于后者，返回一個正數1；如果前者小于后者。返回一個負數-1。
$eq/$ne/$gt/$gte/$lt/$lte $eq/$ne/$gt/$gte/$lt/$lte :[ <expression1>,<expression2> ] 對expression1和expression2執行相應的比較操作，返回比較的結構（true或false）。

（編輯：武林網）

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