MongoDB数据库实战指南（从入门到精通）

# 1. MongoDB基础**

MongoDB是一种面向文档的数据库管理系统，以其灵活的数据模型和高性能而闻名。本章将介绍MongoDB的基础知识，包括其数据模型、查询语言和基本操作。

MongoDB使用JSON格式存储数据，文档是MongoDB的基本数据单元，可以包含嵌套结构和数组。MongoDB的查询语言基于JSON，提供丰富的查询操作符和聚合函数，使开发人员能够轻松地查询和处理数据。

# 2. MongoDB数据建模和查询

### 2.1 数据建模原则

#### 2.1.1 文档结构和嵌套

MongoDB使用文档模型来存储数据，文档可以包含各种数据类型，包括嵌套文档和数组。这种灵活的数据模型允许对复杂数据进行建模，例如具有多层嵌套关系的对象。

**文档结构示例：**

{
  "name": "John Doe",
  "address": {
    "street": "123 Main Street",
    "city": "Anytown",
    "state": "CA",
    "zip": "12345"
  },
  "hobbies": ["reading", "hiking", "photography"]
}

#### 2.1.2 索引和查询优化

索引是MongoDB中用于快速查找数据的特殊数据结构。通过在特定字段上创建索引，MongoDB可以跳过对整个集合的扫描，从而提高查询性能。

**索引类型：**

* **单字段索引：**在单个字段上创建的索引。
* **复合索引：**在多个字段上创建的索引，用于优化对多个字段组合的查询。
* **文本索引：**用于对文本字段进行全文搜索的索引。

### 2.2 查询语言

#### 2.2.1 基本查询语法

MongoDB使用查询语言来检索集合中的文档。基本查询语法基于JSON，使用以下操作符：

* **$eq：**等于
* **$gt：**大于
* **$lt：**小于
* **$in：**包含在指定数组中
* **$regex：**正则表达式匹配

**基本查询示例：**

db.collection.find({ name: "John Doe" });

#### 2.2.2 聚合和管道操作

聚合管道允许对集合中的文档进行复杂的数据处理。管道由一系列操作组成，每个操作对数据执行特定的转换。

**聚合操作：**

* **$group：**根据指定字段对文档进行分组。
* **$project：**选择要包含在结果中的字段。
* **$sort：**对结果进行排序。
* **$limit：**限制结果的数量。

**管道示例：**

db.collection.aggregate([
  { $group: { _id: "$category", count: { $sum: 1 } } },
  { $sort: { co