MongoDB聚合管道实战：数据处理和分析的强大工具

# 1. MongoDB聚合管道概述

MongoDB聚合管道是一种强大的数据处理和分析工具，它允许你将多个操作串联起来，对数据进行复杂的操作和转换。聚合管道由一系列阶段组成，每个阶段执行特定的操作，例如过滤、分组、聚合或排序。

聚合管道提供了一个灵活且高效的方式来处理和分析大量数据。它可以用于各种任务，包括数据过滤、分组和聚合、计算统计信息、排序和限制结果，以及连接多个集合。

# 2. 聚合管道基础

### 2.1 管道阶段的类型

MongoDB聚合管道由一系列阶段组成，每个阶段执行特定的操作来转换和处理数据。最常用的管道阶段包括：

- **$project:** 选择要包括或排除的字段，并可以创建新的字段。
- **$match:** 根据指定的条件过滤文档。
- **$group:** 将文档分组并对分组数据进行聚合计算。

### 2.2 管道操作符

管道操作符用于在管道阶段内执行各种操作，包括：

#### 2.2.1 算术运算符

| 操作符 | 描述 |
|---|---|
| $add | 加法 |
| $subtract | 减法 |
| $multiply | 乘法 |
| $divide | 除法 |

#### 2.2.2 比较运算符

| 操作符 | 描述 |
|---|---|
| $eq | 等于 |
| $ne | 不等于 |
| $gt | 大于 |
| $gte | 大于等于 |
| $lt | 小于 |
| $lte | 小于等于 |

#### 2.2.3 逻辑运算符

| 操作符 | 描述 |
|---|---|
| $and | 逻辑与 |
| $or | 逻辑或 |
| $not | 逻辑非 |

### 示例

以下是一个使用管道阶段和操作符的示例聚合管道：

db.collection.aggregate([
  {
    $project: {
      _id: 0,
      totalSales: { $sum: "$sales" },
      averageRating: { $avg: "$rating" }
    }
  },
  {
    $match: {
      totalSales: { $gt: 1000 }
    }
  }
]);

**代码逻辑分析：**

* 第一个管道阶段使用 `$project` 操作符选择要包括的字段 (`totalSales` 和 `averageRating`)，并创建新的字段 (`totalSales` 和 `averageRating`)。
* 第二个管道阶段使用 `$match` 操作符过滤出 `totalSales` 大于 1000 的文档。

**参数说明：**

* `$project`:
* `_id`: 指定要排除的字段。
* `totalSales`: 使用 `$sum` 操作符计算总销售额。
* `averageRating`: 使用 `$avg` 操作符计算平均评分。
* `$match`:
* `totalSales`: 指定要匹配的字段和条件。

# 3. 聚合管道实战应用

### 3.1 数据过滤和分组

#### 3.1.1 使用 $match 过滤数据

$match 阶段用于过滤管道中的文档，仅允许满足指定条件的文档通过。语法如下：

{ $match: { <expression> } }

`<expression>` 可以是以下类型的表达式：

* **比较运算符：**比较字段值与给定值。例如：`{ $match: { age: { $gt: 18 } } }`
* **逻辑运算符：**组合多个条件。例如：`{ $match: { $and: [{ age: { $gt: 18 } }, { gender: "male" }] } }`
* **正则表达式：**匹配字符串字段。例如：`{ $match: { name: /.*John.*/ } }`

#### 3.1.2 使用 $group 分组数据

$group 阶段用于将具有相同字段值的文档分组在一起，并对每个组执行聚合操作。语法如下：

{ $group: { _id: <expression>, <field1>: <accumulator1>, ... } }

* **_id：**指定分组的字段。
* **<field1>:**要执行聚合操作的字段。
* **<accumulator1>