【实战演练】使用MongoEngine进行MongoDB开发

# 2.1 文档模型定义

MongoEngine 中的文档模型定义是使用类来完成的。类中的每个字段对应着文档中的一个字段，字段类型由 `Field` 类指定。

### 2.1.1 文档字段的定义和类型

class User(Document):
    name = StringField(max_length=100, required=True)
    age = IntField(min_value=0, max_value=150)
    email = EmailField(required=True)

* `StringField`：字符串类型字段，可指定最大长度和是否必填。
* `IntField`：整型字段，可指定最小值和最大值。
* `EmailField`：电子邮件地址类型字段，自动验证电子邮件格式。

### 2.1.2 文档关系的定义和查询

MongoEngine 支持定义文档之间的关系，例如一对一、一对多和多对多关系。

class Order(Document):
    user = ReferenceField(User)  # 一对一关系
    products = ListField(ReferenceField(Product))  # 一对多关系

查询文档关系时，可以使用 `populate()` 方法加载相关文档。

order = Order.objects.get(id=1)
order.populate()
user = order.user
products = order.products

# 2. MongoEngine基础操作

### 2.1 文档模型定义

#### 2.1.1 文档字段的定义和类型

MongoEngine使用Python类来定义文档模型。每个类对应一个集合，类中的属性对应集合中的字段。字段的类型由`Field`类指定，提供了丰富的类型选择，包括：

from mongoengine import *

class User(Document):
    name = StringField(required=True, max_length=100)
    age = IntField(required=True)
    email = EmailField(required=True)
    created_at = DateTimeField(default=datetime.utcnow)

- `StringField`：字符串类型，可指定最大长度。
- `IntField`：整数类型。
- `EmailField`：验证电子邮件地址的字符串类型。
- `DateTimeField`：日期时间类型，默认值为当前UTC时间。

#### 2.1.2 文档关系的定义和查询

MongoEngine支持文档之间的关系，通过`ReferenceField`和`EmbeddedDocumentField`实现。

- `ReferenceField`：一对一或一对多关系，引用另一个文档。
- `EmbeddedDocumentField`：嵌入式文档，将另一个文档嵌入到当前文档中。

class Order(Document):
    user = ReferenceField(User)  # 一对一关系，引用User文档
    items = ListField(EmbeddedDocumentField('Item'))  # 一对多关系，嵌入Item文档列表

### 2.2 文档操作

#### 2.2.1 文档的创建和保存

创建文档并保存到数据库：

user = User(name='John Doe', age=30, email='john.doe@example.com')
user.save()  # 保存到数据库

#### 2.2.2 文档的查询和更新

查询文档：

users = User.objects(name='John Doe')  # 查询name为'John Doe'的用户

更新文档：

user = User.objects(name='John Doe').first()  # 获取第一个匹配的用户
user.age = 31
user.save()  # 更新数据库中的文档

#### 2.2.3 文档的删除和计数

删除文档：

user.delete()  # 删除当前文档

统计文档数量：

count = User.objects.count()  # 统计User文档的数量

# 3.1 复杂查询

在 MongoDB 中，查询操作是数据检索的核心功能。MongoEngine 提供了丰富的查询方法，可以满足各种复杂查询需求。

#### 3.1.1 过滤条件的组合和嵌套

MongoEngine 支持使用 `Q` 对象组合和嵌套过滤条件。`Q` 对象可以表示各种比较运算符（如 `==`、`!=`、`>`、`<`）、逻辑运算符（如 `AND`、`OR`、`NOT`）和正则表达式匹配。

from mongoengine import Q

# 查询年龄大于 18 且性别为男性的用户
users = User.objects(Q(age__gt=18) & Q(gender='male'))

#### 3.1.2 排序、分页和投影

除了过滤条件外，MongoEngine 还支持对查询结果进行排序、分页和投影。

* **排序：** 使用 `order_by` 方法对结果按指定字段进行排序。
* **分页：** 使用 `skip` 和 `limit` 方法对结果进行分页。
* **投影：** 使用 `project` 方法指定要返回的字段，以减少结果集的大小。

# 查询年龄大于 18 的用户，按年龄降序排列，只返回姓名和年龄字段
users = User.objects(age__gt=18).order_by('-age').project(name=1, age=1)

### 3.2 聚合操作

聚合操作是 MongoDB 中一种强大的功能，用于处理和