一份带您轻松掌握 MongoDB 的运算符用法

    很多朋友对于MongoDB数据库不熟悉，因此对于MongoDB功能实现不是很清楚。其实MongoDB也能做“加减乘除”运算，下面我们就一起来看看吧。

    在MongoDB数据库中“加减乘除”运算，又称为 数学表达式（mathematical expression；或算术表达式），主要用于操作数值。

    1.$add操作符（+）

    1.1 语法及功能介绍

    $add 操作符主要用于将一组数字相加；也可以用于在指定时间上添加一定的时间间隔。时间间隔单位为milliseconds（毫秒）。

    $add操作符的语法：

{ $add: [ <expression1>, <expression2>, ... ] }

    这个操作符接受一个或多个表达式作为参数，将这些表达式相加。

    1.2 案例演示

    例如我们有一个sales的集合， 其中有 商品类别 字段、商品价格 字段，商品服务费 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") }

    如果有个需求，要统计 商品 的 总费用（price + fee），那么其统计SQL 如下：

db.sales.aggregate(

[

{ $project: { item: 1, total: { $add: [ "$price", "$fee" ] } } }

]

)

    结果显示如下：

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "total" : 12 }

{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "total" : 21 }

{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "total" : 5 }

    现在我们来看下在时间上的$add运算，例如，在上面的集合中，我们想看看商品的 有效日期 ，假如商品的有效日期是在现有的date字段数据 + 3天（注意时间参数的单位为毫秒）。

    有效日期 命名为 expire_date，则相应的SQL如下：

db.sales.aggregate(

[

{ $project: { item: 1, expire_date: { $add: [ "$date", 3*24*60*60*1000 ] } } }

]

)

    结果显示为 ：

{ "_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：此案例中有关时间的这种运算，在SQL Server 数据库中是通过函数 DATEADD(）来实现的。

    2.$subtract操作符（－）

    2.1 语法及功能介绍

    $subtract操作符是$add的逆运算，它可以计算两个数值的差值；可以计算 2个日期时间的间隔；还可以在指定日期上减去指定的时间间隔。关于时间的计算，参数的单位都是milliseconds（毫秒）。

$subtract操作符的语法

{ $subtract: [ <expression1>, <expression2> ] }

    接受两个表达式作为参数，用第一个表达式减去第二个表达式作为结果。

    2.2 案例演示

    将案例1的集合 sales清空，插入以下数据

{ "_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") }

    新的数据，添加了 商品打折 的字段 。如果此时统计商品的总费用，则需要 商品价格字段 + 服务费用字段 - 打折字段

    SQL 语句如下

db.sales.aggregate( [ { $project: { item: 1, total: { $subtract: [ { $add: [ "$price", "$fee" ] }, "$discount" ] } } } ] )

    统计结果显示如下

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "total" : 7 }

{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "total" : 19 }

    关于时间的减法运算有2个场景

    场景1 ：计算两个日期的时间间隔（统计单位为毫秒）

    例如，我们计算sales中商品已生成存在的时间（现在的时间-集合中date字段）

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

    结果显示为

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "dateDifference" : NumberLong("154747094624") }

{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "dateDifference" : NumberLong("154743494624") }

    注：此案例中关于时间的这种运算，在SQL Server 数据库中是通过函数 DATEDiff(）来实现的。

    场景2：指定日期上减去一定的时间间隔

    假如sales集合中的商品一般是规定提前3个小时package的(date字段 --3个小时)，那么我们来计算出 这个package_date

实现SQL的语句如下

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

    结果显示如下

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "dateDifference" : ISODate("2014-03-01T05:00:00Z") }

{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "dateDifference" : ISODate("2014-03-01T06:00:00Z") }

    注：此案例中关于时间的这种运算，在SQL Server数据库中是通过函数 DATEADD(）来实现的。

    3.$multiply操作符（*）

    3.1 语法及功能介绍

    $multiply操作符主要用来一组数值相乘。

    $multiplyt操作符的语法

{ $multiply: [ <expression1>, <expression2>, ... ] }

    接受一个或多个表达式，并将它们相乘。

    3.2 案例演示

    将案例2的集合 sales清空，插入以下数据

{ "_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") }

    在这个商品销售集合中，有商品的价格字段，还有商品数量字段，我们需要统计出，每个商品的总额（商品价格*商品数据量）

    统计的SQL语句：

db.sales.aggregate(

[

{ $project: { item: 1, total_price: { $multiply: [ "$price", "$quantity" ] } } }

]

)

    结果显示如下:

{ "_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 语法及功能介绍

    $divide操作符主要用来2个数字相除。

    $divide操作符的语法为：

{ $divide: [ <expression1>, <expression2> ] }

    接受两个表达式，将第一个表达式除以第二个表达式的商作为结果。

    4.2 案例演示

    例如我们有一个关于项目计划的集合planning ， 在这个集合中 有关于耗时的字段 hours，数据格式如下。

{ "_id" : 1, "name" : "A", "hours" : 80, "resources" : 7 },

{ "_id" : 2, "name" : "B", "hours" : 40, "resources" : 4 }

    上面的数据是安照工时统计的，如果我们安照工作日统计（工时/8）,其SQL语句如下：

db.planning.aggregate(

[

{ $project: { name: 1, workdays: { $divide: [ "$hours", 8 ] } } }

]

)

    结果显示如下：

{ "_id" : 1, "name" : "A", "workdays" : 10 }

{ "_id" : 2, "name" : "B", "workdays" : 5 }

    5 求余 运算（$mod）

    讲到除法运算，自然就会想到求余的运算（%），下面我们简单介绍以下求余运算符$mod。

    5.1 语法及功能介绍

    语法：

{ $mod: [ <expression1>, <expression2> ] }

    接受两个表达式，将第一个表达式除以第二个表达式得到的余数作为结果。

    5.2 案例演示

    还是上面的关于任务计划的集合，上面有工时字段，还有任务字段，数据格式如下：

{ "_id" : 1, "project" : "A", "hours" : 80, "tasks" : 7 }

{ "_id" : 2, "project" : "B", "hours" : 40, "tasks" : 4 }

    我们统计每个任务平均后，剩余的时间，SQL语句如下：

db.planning.aggregate(

[

{ $project: { remainder: { $mod: [ "$hours", "$tasks" ] } } }

]

)

    结果显示如下：

{ "_id" : 1, "remainder" : 3 }

{ "_id" : 2, "remainder" : 0 }

    6.案例分析

    在文章的最后一节，我们用一个例子，巩固一下上面的学习，同时引入另外一个知识点----逻辑表达式。

    假如有个大学教授想通过某种比较复杂的计算为他的学生打分：出勤率占10%，日常测验成绩占30%，期末考试成绩占60%，但如果是老师宠爱的学生，那么分数就是100.

    关于学生students集合的数据格式如下

{ "_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 }

    满足此教授老师需求的查询SQL语句如下：

db.students.aggregate(

[

{

$project:

{

"sno": 1, "name": 1,

grade:

{

$cond: ["$teacherPet", 100, {

"$add":

[

{ "$multiply": ["$attendanceAvg", .1] },

{ "$multiply": ["$quizzAvg", .3] },

{ "$multiply": ["$testAvg", .6] }

]

}]

}

}

}

]

)

    查询的结果如下

{ "_id" : 1, "sno" : 201501010001, "name" : "xiaoming", "grade" : 100 }

{ "_id" : 2, "sno" : 201501010002, "name" : "xiaoli", "grade" : 91 }

{ "_id" : 3, "sno" : 201501010003, "name" : "xiaohong", "grade" : 94 }

    在本例中我们不仅用到了数学表达式$add,$$multiply，还用到了逻辑表达式$cond（if 老师宠爱的学生 就100，否则 计算分数...）。下面，我们粗略讲解一下关于 MongoDB的逻辑表达式。

（编辑：银川站长网）

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