阶段操作符（Stage Operators）
阶段操作符是使用于db.collection.aggregate方法里面，数组参数中的第一层。
db.collection.aggregate( [ { 阶段操作符：表述 }, { 阶段操作符：表述 }, ... ] )常用阶段操作符
| 操作符 | 简述 |
|---|---|
| $match | 匹配操作符，用于对文档集合进行筛选 |
| $project | 投射操作符，用于重构每一个文档的字段，可以提取字段，重命名字段，甚至可以对原有字段进行操作后新增字段 |
| $sort | 排序操作符，用于根据一个或多个字段对文档进行排序 |
| $limit | 限制操作符，用于限制返回文档的数量 |
| $skip | 跳过操作符，用于跳过指定数量的文档 |
| $count | 统计操作符，用于统计文档的数量 |
| $group | 分组操作符，用于对文档集合进行分组 |
| $unwind | 拆分操作符，用于将数组中的每一个值拆分为单独的文档 |
| $lookup | 连接操作符，用于连接同一个数据库中另一个集合，并获取指定的文档，类似于populate |
更多操作符介绍详见官网：https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/aggregation/
阶段操作符详解
假设有一个保存用户的集合Users，一个文章的集合Articles，数据大致如下：
users:
[
{ name: 'John', age: 16, sex: male, city: guangzhou, _id: 1, ...},
{ name: 'Rose', age: 18, sex: female, city: beijing, _id: 2, ...},
{ name: 'Jack', age: 29, sex: male, city: guangzhou, _id: 3, ...},
{ name: 'Allen', age: 18, sex: female, city: beijing, _id: 4, ...},
{ name: 'Cruz', age: 22, sex: male, city: guangzhou, _id: 5, ...},
{ name: 'Peter', age: 18, sex: male, city: guangzhou, _id: 6, ...},
{ name: 'Kelly', age: 23, sex: female, city: shanghai, _id: 7, ...},
...
]articles:
[
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, ... },
{ title: 'this is article B', author: 'Jack', _id: 2, ... },
{ title: 'this is article C', author: 'Rose', _id: 3, ... },
{ title: 'this is article D', author: 'John', _id: 4, ... },
{ title: 'this is article E', author: 'John', _id: 5, ... },
...
]$match 匹配操作符
说明：
用于重构每一个文档的字段，可以提取字段，重命名字段，甚至可以对原有字段进行操作后新增字段
用法:
{ $match: { <query> } }示例：
- 查询用户年龄是18岁的用户
db.users.aggregate([{ $match : { age : "18" } }]);$project 投射操作符
说明：
用于对文档集合进行筛选
用法:
{ $project: { <specification(s)> } }specification的规则
| 规则 | 描述 |
|---|---|
| <字段名>: 1 or true | 选择需要返回什么字段 |
| _id: 0 or false | 不返回_id(默认返回) |
| <字段名>: 表达式 | 使用表达式，可以用于重命名字段，或对其值进行操作，或新增字段 |
| <字段名>: 0 or false | 选择需要不返回什么字段，注意：当使用这种用法时，就不要用上面的方法 |
示例1：
- 用户集合投射用户姓名
- 不返回_id
db.users.aggregate([{ $project : { name: 1 } }]);示例2：
- 将_id重命名为userId
- 不返回id
db.users.aggregate([{ $project : { ueserId: '$_id', _id: 0 } }]);示例3：
- 返回新字段username,并使用表达式让它的值为name的大写。
db.users.aggregate([
{
$project : {
name: 1,
username: { $toUpper: '$name' },
_id: 0
}
}
]);关于管道表达式：最简单的“$project”表达式是包含和排除字段(如: { name: 1 })，以及字段名称$fieldname(如: { userId: ‘$_id’ })。除此以外，还可以使用表达式操作符(如: $toUpper)构成更丰富的表达式，将多个字面量和变量组合在一起使用，得到更多有意思的值，更多表达式操作符的说明及使用在另外的篇章中详细阐述。
$sort 排序操作符
说明：
用于根据一个或多个字段对文档进行排序
用法：
{ $sort: { <field1>: <sort order>, <field2>: <sort order> ... } }示例：
- users集合按照年龄age从低到高排序
db.users.aggregate([{ $sort : { age: 1 } }]);$limit 限制操作符
说明：
用于限制返回文档的数量
用法：
{ $limit: <positive integer> }示例：
- 返回5篇article
db.articles.aggregate({ $limit : 3 });$skip 跳过操作符
说明：
用于跳过指定数量的文档
用法：
{ $skip: <positive integer> }示例：
- 跳过1个文档
db.users.aggregate([{ $skip : 1 }]);$count 统计操作符
说明：
用于统计文档的数量
用法：
{ $count: <string> }string是统计之后输出统计结果的字段名
示例：
- 统计文章的总数，以totalArticle返回
db.articles.aggregate([{ totalArticle : 1 }]);$group 分组操作符
说明：
用于对文档集合进行分组
用法：
{ $group: { _id: <expression>, <field1>: { <accumulator1> : <expression1> }, ... } }_id是必须的，用作分组的依据条件
示例：
- 将用户(users)按性别（sex）分组
db.users.aggregate([{ $group : { _id: '$sex' } }]);返回结果：
[
{ _id: 'male' },
{ _id: 'female' }
]进阶示例：
- 将用户(users)按性别（sex）分组
- 分组后使用计算各自性别的平均年龄
- 统计不同的性别的人数，并以count返回
db.users.aggregate([
{
$group : {
_id: '$sex',
avgAge: { $avg: '$age' },
conut: { $sum: 1 }
}
}
]);返回结果：
[
{ _id: 'male', avgAge: <男性平均年龄>, count: <男性人数> },
{ _id: 'female', avgAge: <女性平均年龄>, count: <女性人数> }
]此处用到的表达式 { $avg: ‘$age’ } 用于求平均年龄，$avg是求均值的操作符，$sum用于汇总， 都只能在$group中使用的累加器，mongoDB3.2以上版本则还可以在$project中使用，详细会在另外的篇章中阐述。
$unwind 拆分操作符
说明：
用于将数组中的每一个值拆分为单独的文档
用法：
{ $unwind: <field path> }3.2+版本的用法：
增加icludeArrayIndex,preserveNullAndEmptyArrays两个可选配置
{
$unwind:
{
path: <field path>,
includeArrayIndex: <string>,
preserveNullAndEmptyArrays: <boolean>
}
}| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| path | string | 必填，数组的字段名，指定需要拆分的字段 |
| includeArrayIndex | string | 可选，定义返回的字段名，返回的值是拆分前值在原数组的位置 |
| preserveNullAndEmptyArrays | boolean | 可选，配置在path的值为空或缺失的情况下是否拆分， 默认false |
示例：
假设articles文档集合是这样：
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: ['a', 'b', 'c']}
db.articles.aggregate([{ $unwind: '$comments' }]);结果：
[
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'a'},
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'b'},
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'c'},
]进阶示例（v3.2+）：
假设articles文档集合是这样：
[
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: ['a', 'b', 'c'] }
{ title: 'this is article B', author: 'Jack', _id: 2 },
{ title: 'this is article C', author: 'Amy', _id: 3, comments: [] },
{ title: 'this is article D', author: 'Lam', _id: 4, comments: null },
]操作：
db.articles.aggregate([
{
$unwind: {
path: '$comments',
includeArrayIndex: 'arrayIndex',
}
}
]);结果：
[
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'a', arrayIndex: NumberLong(0) },
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'b', arrayIndex: NumberLong(1) },
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'c', arrayIndex: NumberLong(2) },
]操作：
db.articles.aggregate([
{
$unwind: {
path: '$comments',
preserveNullAndEmptyArrays: true,
}
}
]);结果：
[
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'a' },
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'b' },
{ title: 'this is article A', author: 'John', _id: 1, comments: 'c' },
{ title: 'this is article B', author: 'Jack', _id: 2 },
{ title: 'this is article C', author: 'Amy', _id: 3 },
{ title: 'this is article C', author: 'Amy', _id: 3, comments: null }
]$lookup 连接操作符
说明：
用于连接同一个数据库中另一个集合，并获取指定的文档，类似于populate
用法：
{
$lookup:
{
from: <collection to join>,
localField: <field from the input documents>,
foreignField: <field from the documents of the "from" collection>,
as: <output array field>
}
}| 字段 | 描述 |
|---|---|
| from | 需要关联的集合名 |
| localField | 本集合中需要查找的字段 |
| foreignField | 另外一个集合中需要关联的字段 |
| as | 输出的字段名 |
示例：
- ariticles中的author关联到user表
- authoer字段返回详细的用户的信息
db.articles.aggregate([
{
$lookup:
{
from: "users",
localField: "author",
foreignField: "name",
as: "author"
}
}
])结果：
[
{
title: 'this is article A',
author: {
name: 'John',
age: 16,
sex: male,
city: guangzhou,
_id: 1,
...
},
_id: 1,
...
},
{
title: 'this is article B',
author: {
name: 'Jack',
age: 29,
sex: male,
city: guangzhou,
_id: 3,
...
},
_id: 2,
...
},
{
title: 'this is article C',
author: {
name: 'Rose',
age: 18,
sex: male,
city: beijing,
_id: 2,
...
},
_id: 3,
...
},
{
title: 'this is article D',
author: {
name: 'John',
age: 16,
sex: male,
city: guangzhou,
_id: 1,
...
},
_id: 4,
...
},
{
title: 'this is article E',
author: {
name: 'John',
age: 16,
sex: male,
city: guangzhou,
_id: 1,
...
},
_id: 5,
...
},
...
]综合示例
需求
找出发表文章最多的5位作者，按发表文章排序，显示他的发表文章的总次数，和他自己的信息
- 文章按照作者分组,统计次数
- 按照次数从高到低排序
- 截取头5名
- 关联用户信息
- 不输出文章_id
操作
db.articles.aggregate([
{
$group:
{
_id: "$author",
count: { $sum: 1 },
}
},
{
$sort: { count: -1 }
},
{
$skip: 5
},
{
$lookup:
{
from: "users",
localField: "author",
foreignField: "name",
as: "author"
}
},
{
$project: {
_id: 0,
}
}
])
