MongoDB数据库

MongoDB简介

• MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。
• MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库(nosql)之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。

数据库命令

• 数据库不需要提前创建，use后，插入数据的时候会自动创建
• 查看当前的数据库：db
• 查看所有的数据库：show dbs/show databases
• 切换数据库：use db_name
• 删除当前的数据库：db.dropDatabase()

集合命令

• 不手动创建集合：向不存在的集合中第一次加入数据时，集合会被创建出来
• 手动创建集合：
  • db.createCollection(name, options)
  • db.createCollection("stu")
  • db.createCollection("stu", {capped:true, size:10})
  • 参数capped：默认值为false表示不设置上限，值为true表示设置上限
  • 参数size：当capped的值为true时，需要指定此参数，表示上限的大小，当文档达到上限时，会将之前的数据覆盖掉，单位为字节
• 查看集合：show collections
• 删除集合：db.col_name.drop()

MongoDB中常见的数据类型

常见类型：

• Object ID：文档ID
• String：字符串，最常用，必须是有效的UTF-8
• Boolean：存储一个布尔值，true或者false
• Integer：整数可以是32或者64位，这取决于服务器
• Double：存储浮点值
• Arrays：数组或列表，多个值存储到一个键
• Object：用于嵌入式的文档，即一个值为一个文档
• Null：存储Null值
• Timestamp：时间戳，表示从2070-1-1到现在的总秒数
• Data：存储当前日期或时间的UNIX时间格式

注意点

• 创建日期的语句如下：参数的格式为YYYY-MM-DD new Data('2017-12-20')
• 每一个文档都有一个属性：_id，保证每个文档的唯一性
  • 自己可以去设置_id插入文档，如果没有提供，那么MongoDB为每个文档提供了一个独特的_id，类型为Object ID。
• Object ID是一个12字节的16进制数，每个字节两位，一共是24位字符串：前4个字节为当前时间戳，接下来3个字节的机器ID，接下来的2个字节中MongoDB的服务器进程id，最后3个字节是简单的增量值。

MongoDB数据库中的增删改查

• 插入命令：ds.col_name.insert({key:value})
  • 插入文档时，如果不指定_id参数，MongoDB会为文档分配一个唯一的Object ID
• 保存命令：ds.col_name.save(document)如果文档的_id已经存在，则修改数据中的键和值；如果_id不存在，则添加。
• insert() 和 save() 的区别：
  • insert 插入，_id重复报错
  • save保存，_id存在会更新，不存在，会插入
• 简单查询：ds.col_name.find()
• 更新命令：ds.col_name.update(query条件, 修改操作, {multi: })
  • 参数query：查询条件
  • 参数update：更新操作符
  • 参数multi：可选，默认是false，表示只更新找到的第一条数据，值为true表示把满足条件的文档全部更新。

  db.stu.update({name1:'hr'}, {name2:'mnc'}})  # 更新一条  
  # 且为覆盖操作：{name2:'mnc'}将{name1:'hr'}覆盖掉
  
  # $set:根据键更新对应的值
  db.stu.update({name:'hr'}, {$set:{name:'hys'}})  # 更新一条
  db.stu.update({}, {$set:{gender:0}}, {multi:true})  # 更新全部
  

  • 注意：有无 $set 的区别：
    • 无 $set时：会把满足条件的数据，更新(覆盖)为 修改操作的数据
    • $set 存在时：会把满足条件的数据，根据“ 键 ”更新对应的值。
    • 且{multi:true}仅在 operators"
• 删除命令：db.col_name.remove(query, {justOne: })
  • 参数query：删除的文档的条件
  • 参数justOne：可选，如果设置为true或1，则只删除一条，默认为false，表示删除多条。

MongoDB的高级查询

• 数据查询

  • 方法find()：查询
    • db.col_name.find({条件文档})
  • 方法findOne()：查询，只返回第一个结果
    • db.col_name.findOne({条件文档})
  • 方法pretty()：将结果格式化，是查询结果更加美观，类似于pprint()
    • db.col_name.find({条件文档}).pretty()

• 比较运算符

  • 等于：默认是等于判断，没有运算符
  • 小于：$lt (less than)
  • 小于等于：$lte (less than equal)
  • 大于：$gt (greater than)
  • 大于等于：$gte (greater than equal)
  • 不等于：$ne (not equal)
    • 例如：

      查询年龄大于18的所有学生
      db.stu.find({age: {$gte:18}})
      

• 逻辑运算符

  • 逻辑运算符主要指的是与、或 逻辑。
  • and：在json中写多个条件即可

    查询年龄大于或等于18，并且性别为true的学生
    db.stu.find({age:{$gte:18}, gender:true})
    

  • or：需要使用$or，值为==数组==，数组中每个元素为json

    查询年龄大于18，或性别为false的学生
    db.stu.find({$or: [{age:{$gt:18}}, {gender:false}]})
    
    查询年龄大于18或性别为true，并且名字为郭靖
    db.stu.find({$or:[{age:{$gt:18}},{gender:true}], name:"郭靖"})
    

• 范围运算符：

  • 使用$in、$nin 判断数据是否在某个数组内

    查询年龄为18、28、38的学生
    db.stu.find({age:{$in:[18,28,38]}})
    

• 支持正则表达式

  • 使用// 或$regex编写正则表达式

    查询sku以abc开头的数据
    db.col_name.find({sku:/^abc/})
    
    查询sku以789结尾的数据
    db.col_name.find({sku:{$regex:"789$"}})
    

• 使用 skip和 limit

  • limit()方法：用于读取指定数量的文档

    db.col_name.find().limit(NUMBER)
    
    查询2条学生信息
    db.stu.find().limit(2)
    

  • skip()方法：用于跳过指定数量的文档

    db.col_name.find().skip(NUMBER)
    
    db.stu.find().skip(2)
    

  • 同时使用：

    db.stu.find().limit(4).skip(5)
    或
    db.stu.find().skip(5).limit(4)
    

    • 注意：先试用skip，再使用limit的效率要高于前者

• 自定义查询（了解）

  • 由于MongoDB的shell是一个js的执行环境，使用$where后面写一个函数，返回瞒住条件的数据

    查询年龄大于30的学生
    db.stu.find({
        $where:function(){
            return this.age>30;
        }
    })
    

• 投影

  • 在查询到的返回结果中，只选择必要的字段
  • 命令：db.col_name.find({条件文档}, {字段名称:1,...})
  • 参数为字段的值，值1表示显示，值0表示不显示
  • 特别注意：对于_id列默认是显示的，如果不显示需要明确设置为0
  • 示例：db.stu.find({},{_id:0,name:1,gender:1})

• 排序

  • 方法sort()，用于对 集进行排序
  • 命令：db.col_name.find().sort({字段:1,...})
  • 参数1为升序排列，参数-1位降序排列

    根据性别降序，再根据年龄升序
    db.stu.find().sort({gender:-1,age:1})
    

• 统计个数

  • 方法count() 用于统计结果集中文档条数
  • 命令：db.col_name.find({条件}).count()
  • 命令：db.col_name.count({条件})

    db.stu.find({gender:true}).count()
    或
    db.stu.count({age:{$gt20},gender:true})
    

  • 注意：先find再count的时候，条件是不能写在count里面的，负责统计结果错误。

• 消除重复

  • 方法distinct() 对数据进行去重，返回结果为数组
  • 命令：db.col_name.distinct('去重字段',{条件})
  • 示例：db.stu.distinct('hometown',{age:{$gt:18}})

MongoDB的聚合操作

• MongoDB的聚合是什么
  • 聚合是基于数据处理的聚合管道，每一个文档通过一个由多个阶段组成的管道，可以对每个阶段的管道进行分组、过滤等功能，然后经过一系列的处理，输出相应的结果。
  • 语法：db.col_name.aggregate({管道:{表达式}})

常用管道命令

• 在MongoDB中，文档处理完毕后，通过管道进行下一次处理，常用管道命令如下：
  • $group：将集合中的文档分组，可用于统计结果
  • $match：过滤数据，只输出符合条件的文档
  • $project：修改输入文档的结构，如重命名、增加、删除字段、创建计算结果
  • $sort：将文档排序后输出
  • $limit：限制聚合管道返回的文档数
  • $skip：跳过指定数量的文档，并返回余下的文档

常用表达式

• 表达式：处理输入文档并输出。语法：`表达式:'$列名'
  • $sum：计算总和，$sum:1表示以1计数。
  • $avg：计算平均值
  • $min：获取最小值
  • $max：获取最大值
  • $push：在结果文档中插入值到一个数组中

管道命令之 $group

• 按照单个字段进行分组：
  • $group是所有聚合命令中用的最多的一个命令，用来将集合中的文档分组，可用于统计结果，使用示例如下：

    db.stu.aggregate(
        {$group:
            {
                _id:"$gender",
                counter:{$sum:1}
                total_age:{$sum:"$age"}
            }
        }
    )
    

    • 其中注意点：
      • db.col_name.aggregate是语法，所有的管道命令都要写在其中
      • _id表示分组的依据，按照哪个字段进行分组，需要使用$gender表示选择这个字段进行分组。
      • $sum:1表示把每一条数据作为1进行统计，统计的是该分组下面数据的条数。
      • $age取age对应的值
      • $sum:"$age"表示获取每组中age字段的总和。
      • $group中对应字典中的键，是输出数据的键。
• 按照多个字段进行分组
  • 在_id 字段 后面 写上进行分组字段的字典

    db.stu.aggreagate(
        {$group:
            {
                _id:{name:"$name",age:"$age"},
                counter:{$sum:1}
            }
        }
    )
    

• 统计整个文档（不分组 group by null）
  • 当我们需要统计整个文档的时候，$group的另一种用途就是把整个文档分为一组进行统计，使用示例如下：

    db.stu.aggregate(
        {$group:
            {
                _id:null,
                counter:{$sum:1}
            }
        }
    )
    

    • 其中注意点：
      • _id: null 表示不指定分组的字段，即统计整个文档，此时获取的counter 表示整个文档的个数。
• 数据透视
  • 把不同行的数据，放到一行来展示
  • 正常情况下在统计的不同性别的数据的时候，需要知道所有的name，需要逐条观察，如果通过某种方式把所有name放到一起，那么就可以理解为数据透视。使用示例如下：
  • 统计不同性别的学生：

    db.stu.aggregate(
        {$group:
            {
                _id:null,
                name:{$push:"$name"}
            }
        }
    )
    

  • 使用$$ROOT 可以将整个文档放入到数组中。

    db.stu.aggregate(
        {$group:
            {
                _id:null,
                name:{$push:"$$ROOT"}
            }
        }
    )
    

当某个键对应的值是一个字典的时候，取其字典中的值需要使用. (点)操作

• $_id.country 表示：取_id键对应字典下的country 键对应值

管道命令之 $match

• $match 用于进行数据的过滤，是在能够聚合操作中使用的命令，和find 的区别在于$match把结果交给下一个管道处理，而find不行。
  • 查询年龄大于20的学生

    db.stu.aggregate(
        {$match:{age:{$gt:20}}
        }
    )
    

  • 查询年龄大于20的男女学生人数

    db.stu.aggregate(
        {$match:{age:{$gt:20}}},
        {$group:{_id:"$gender",count:{$sum:1}}}
    )
    

管道命令之 $project

• $project 用于修改文档的输入输出结构，例如重命名，增加，删除字段。
• 参数为字段的值，值1表示显示，值0表示不显示
• 特别注意：对于_id列默认是显示的，如果不显示需要明确设置为0
  • 查询学生的年龄、姓名，仅输出年龄姓名

    db.stu.aggregate(
        {$project:{_id:0,name:1,age:1}
        }
    )
    

  • 查询男女生人数，输出人数，直接添加name字段

    db.stu.aggregate(
        {$group:{_id:"$gender",count:{$sum:1}}},
        {$project:{_id:0,countet:1,name:"$_id"}}
    )
    

管道命令之 $sort

• sort 用于将输出文档排序后输出
• 参数1为升序排列，参数-1位降序排列
  • 查询学生信息，安装年龄升序

    db.stu.aggregate({$sort:{age:1}})
    

  • 查询男女人数，按照人数降序

    db.stu.aggregate(
        {$group:{_id:"$gender",count:{$sum:1}}},
        {$sort:{count:1}}
    )
    

管道命令之 limit

• $limit 限制返回数据的条数
• $skip 跳过指定的文档树，返回剩下的文档数量
• 同时用时时候，先试用skip，再使用limit
  • 查询2条学生信息

    db.stu.aggregate({$limit:2})
    

  • 查询从第三条开始的学生信息

    db.stu.aggregate({$skip:2})
    

  • 统计男女生人数，按照人数升序，返回第二条数据

    db.stu.aggregate(
        {$group:{_id:"$gender",count:{$sum:1}}},
        {$sort:{count:1}},
        {$skip:1}
        {$limit:1}
    )