MongoDB学习 (五):查询操作符(Query Operators).1st

墨蓝 2022-08-06 17:28 167阅读 0赞

查询操作符(Query Operators)可以让我们写出复杂查询条件，让我们使用的过程更加灵活。

官方文档中使用的“field”单词，RDBMS中是字段的意思，但是MongoDB作为文档数据库，使用的BSON格式作为数据存储格式。field对应key，我这里还是把他翻译成“字段”而不是“键”。若有不妥，请指出。

### 　　演示数据： ###

我们将实际操作下。先向集合inventory插入3条数据，文档内容如下：

\{"name":"t1","amount":16,"tags":\[ "school", "book", "bag", "headphone", "appliances" \]\}  
　　\{"name":"t2","amount":50,"tags":\[ "appliances", "school", "book" \]\}  
　　\{"name":"t3","amount":58,"tags":\[ "bag", "school", "book" \]\}

![04112058-e194865166544d0f8674a476f8e8346f.png][]

## 比较查询操作符 Comparison Query Operators  ##

### 　　$all ###

语法: { field: { $all: [ <value> , <value1> ... ] }

field：文档中键的名称（不使用双引号）。

匹配那些指定键的键值中包含数组，而且该数组包含条件指定数组的所有元素的文档。

db.inventory.find( { tags: { $all: [ "appliances", "school", "book" ] } } )

查询出在集合inventory中 tags键值包含数组，且该数组中包含appliances、school、 book元素的所有文档  ，因此该查询将匹配tags键值包含如下任意数组的所有文档。

[ "school", "book", "bag", "headphone", "appliances" ]
    [ "appliances", "school", "book" ]

执行上面的查询语句，

![04112109-e6dc16ea05c1449ba1a6b126d074332c.png][]

文档中键值类型不是数组，也可以使用$all操作符进行查询操作，如下例所示：

//查询结果是相同的，匹配amount键值等于50的文档
    db.inventory.find( { amount: {$all:[50]}} )
    db.inventory.find( { amount: 50}} )

![04113926-ac7c0df943c144499312c5b376a6df0a.png][]

### 　　$gt ###

语法:{field: {$gt: value} }

匹配键值大于指定值的所有文档。

### 　　$gte ###

语法:{field: {$gte: value} }

匹配键值不小于指定值的所有文档。

### 　　$lt ###

语法:{field: {$lt: value} }

匹配键值小于指定值的所有文档。

### 　　$lte ###

语法:{field: {$lte: value} }

匹配键值不大于指定值的所有文档。

//下面将查询amount键值大于50的文档：
    db.inventory.find( { amount: { $gt: 50 } } )
    //下面将查询amount键值不小于（大于等于）50的文档：
    db.inventory.find( { amount: { $gte: 50 } } )
    //下面将查询amount键值小于50的文档：
    db.inventory.find( { amount: { $lt: 50 } } )
    //下面将查询amount键值不大于（小于等于）50的文档：
    db.inventory.find( { amount: { $lte: 50 } } )

![04121742-535bd3525bd449edac2d34208f55e3d4.png][]

![04122616-b43be3147b6f4f22a030b688eab4e605.png][]

### 　　$in ###

语法: { field: { $in: [<value1>, <value2>, ... <valueN> ] } }

匹配键值等于指定数组中任意值的文档。类似sql中in.

### 　　$nin ###

语法: { field: { $nin: [ <value1>, <value2> ... <valueN> ]} }

匹配键不存在或者键值不等于指定数组的任意值的文档。

查询出amount键值为16或者50的文档：

db.inventory.find( { amount: { $in: [ 16, 50 ] } } )

![04124629-c8b3db4a692e4880940594119f00386a.png][]

//查询出amount键值不为16或者50的文档
    db.inventory.find( { amount: { $nin: [ 16, 50 ] } } )
    //查询出qty键值不为16或50的文档，由于文档中都不存在键qty,所以返回所有文档
    db.inventory.find( { qty: { $nin: [ 16, 50 ] } } )

![04125237-a04b68b5e43b4d75a13504ef3ddf8fb2.png][]

### 　　$ne ###

语法: {field: {$ne: value} }

匹配键值不等于指定值的文档。

查询出amount键值不等于58的文档：

db.inventory.find( { amount: { $ne: 58 } } )
    //$nin查询结果相同
    db.inventory.find( { amount: { $nin: [58] } } )

![04130214-17d67b390ce14ddb83b688269c1770bf.png][]

## 逻辑查询操作符 Logical Query Operators ##

### 　　$and ###

语法: { $and: [ { <expression1> }, { <expression2> } , ... , { <expressionN> } ] }

and指定一个至少包含两个表达式的数组，选择出满足该数组中所有表达式的文档。and操作符使用短路操作，若第一个表达式的值为“false”,余下的表达式将不会执行。

//选择name为“t1”,amount值小于50的文档数据
    db.inventory.find({ $and: [ { name: "t1" }, { amount: { $lt：50 } } ] } )

![04132501-3a1bcbdb2b294e69b8476212b1b7a7fb.png][]

对于下面使用逗号分隔符的表达式列表，MongoDB会提供一个隐式的$and操作：

//等同于{ $and: [ { name: "t1" }, { amount: { $lt：50 } } ] }
     db.inventory.find({ name: "t1" , amount: { $lt：50 }} )

![04133211-1ca4ba4ee1d0485f99aa4d56b04433c5.png][]

### 　　$nor ###

语法: { $nor: [ { <expression1> }, { <expression2> }, ... { <expressionN> } ] }

$nor执行逻辑NOR运算,指定一个至少包含两个表达式的数组，选择出都不满足该数组中所有表达式的文档。

//选择name不为“t1”,amount值不小于50的文档数据
    db.inventory.find( { $nor: [ { name: "t1" }, { qty: { $lt: 50 } } ] } )

![04135603-cb0de6efd84a49d49beb372237b51764.png][]

//若是文档中不存在表达式中指定的键，表达式值为false; false nor false 等于 true,所以选择集合所有文档
    db.inventory.find( { $nor: [ { sale: true }, { qty: { $lt: 50 } } ] } )

![04135613-f339919ff7104dfba85edf4c41b16da3.png][]

### 　　$not ###

语法: { field: { $not: { <operator-expression> } } }

$not执行逻辑NOT运算，选择出不能匹配表达式的文档 ，包括没有指定键的文档。

$not操作符不能独立使用，必须跟其他操作一起使用（除**$regex**）。

//选择amount值不大于50的文档数据
    db.inventory.find( { amount: { $not: { $gt: 50 } } } )

![04140600-03c41cdd82864d20853e020ba559dbc6.png][]

//指定的键gty，文档中都不存在无法匹配表示，所以返回集合所有文档数据。
    db.inventory.find( { gty: { $not: { $gt: 50 } } } ）

![04140830-af7cab2253ed465980f8f8dc6bcea327.png][]

### 　　$or ###

语法: { $or: [ { <expression1> }, { <expression2> }, ... , { <expressionN> } ] }

$or执行逻辑OR运算,指定一个至少包含两个表达式的数组，选择出至少满足数组中一条表达式的文档。

//选择amount的键值大于50或者name的键值为t1的文档
    db.inventory.find( { $or: [ { amount: { $gt: 50 } }, { name: "t1" } ] } )

![04142533-a17396b9f484417ba892c90c5aab7937.png][]

## 元素查询操作符 Element Query Operators ##

### 　　$exists ###

语法: { field: { $exists: <boolean> } }

如果$exists的值为true,选择存在该字段的文档；若值为false则选择不包含该字段的文档。

//查询不存在qty字段的文档（所有文档）
    db.inventory.find( { qty: { $exists: false } })
    //查询amount字段存在，且值不等于16和58的文档
    db.inventory.find( { amount: { $exists: true, $nin: [ 16, 58 ] } } )

![05130016-33dcacae5fb140e4a30ca63b221ceb0b.png][]

如果该字段的值为null，$exists的值为true会返回该条文档，false则不返回。

![复制代码][copycode.gif]

//向集合中插入一条amount键值为null的文档
    {"name":"t4","amount":null,"tags":[ "bag", "school", "book" ]}
    
    //0条数据
    db.inventory.find( { amount: { $exists: false } } )
    //所有的数据
    db.inventory.find( { amount: { $exists: true } } )

![复制代码][copycode.gif]

![05131421-983b829015344708a03ad6c204a0b46f.png][]

### 　　$mod ###

语法: { field: { $mod: [ divisor, remainder ]} }

匹配字段值对（divisor）取模，值等于（remainder）的文档。

//选择集合中 amount 字段的值为 4 的 0 次模数的所有文档，例如 amount 值等于 16 的文档
    db.inventory.find( { amount: { $mod: [ 4, 0 ] } } )

![05133409-8cabe9bdf6094f0dac81c95c4c535f98.png][]

有些情况下，我们可以使用mod操作符替代使用求模表达式的where操作符，因为后者代价昂贵。

db.inventory.find( { $where: "this.amount % 4 == 0" } )

![05133442-4c5f115179dd4d46b6cf1698937e3e9b.png][]

注意：返回结果怎么不一样。因为有一条文档的amount键值为null,javascript中null进行数值转换，会返回。所以该条文档匹配where操作符求模式了表达式。当文档中字段值不存在null，就可以使用mod替代$where的表达式.

### 　　$type ###

语法: { field: { $type: <BSON type> } }

选择字段值为指定的BSON数据类型的文档.<BSON type>使用下面类型对应的编号：

<table style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; word-break:break-word; color:rgb(51,51,51); font-family:Georgia,'Times New Roman',Times,sans-serif; font-size:14.44444465637207px; line-height:27.77777862548828px; height:447px; width:344px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">类型</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">类型</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">编号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Double</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;双精度</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">String</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;字符串</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Object</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;对象</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Array</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;数组</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Binary data</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">二进制对象&nbsp;</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Object id</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;对象id</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">7</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Boolean</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">布尔值&nbsp;</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Date</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;日期</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">9</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Null</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;未定义</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">10</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Regular Expression</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;正则表达式</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">11</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">JavaScript</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;JavaScript代码</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">13</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Symbol</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;符号</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">14</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">JavaScript (with scope)</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;JavaScript代码(带范围)</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">15</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">32-bit integer</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;32 位整数</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">16</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Timestamp</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;时间戳</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">17</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">64-bit integer</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;64 位整数</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">18</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Min key</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;最小键</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">255</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">Max key</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">&nbsp;最大键</td> 
   <td style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px">127</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

如果文档的键值是一个数组。那么$type将对数组里面的元素进行类型匹配而不是键值数组本身。

db.inventory.find( { tags: { $type : 4 } } )
    
    //如果想检查键值的类型是否为数组类型，使用$where操作符
    db.inventory.find( { $where : "Array.isArray(this.tags)" } )

![05141336-8914c8b1945f4272ba9aa4732e809347.png][]

下面例子展示了文档中类型（包括MinKey 和MaxKey）：

db.type.insert( {x : 3});
    db.type.insert( {x : 2.9} );
    db.type.insert( {x : new Date()} );
    db.type.insert( {x : true } );
    db.type.insert( {x : MaxKey } )
    db.type.insert( {x : MinKey } )
    
    > db.type.find()
    { "_id" : ObjectId("5185f9cfa1adf7d5f458505e"), "x" : 3 }
    { "_id" : ObjectId("5185f9cfa1adf7d5f458505f"), "x" : 2.9 }
    { "_id" : ObjectId("5185f9cfa1adf7d5f4585060"), "x" : ISODate("2013-05-05T06:18:
    55.751Z") }
    { "_id" : ObjectId("5185f9cfa1adf7d5f4585061"), "x" : true }
    { "_id" : ObjectId("5185f9cfa1adf7d5f4585062"), "x" : { "$maxKey" : 1 } }
    { "_id" : ObjectId("5185f9d0a1adf7d5f4585063"), "x" : { "$minKey" : 1 } }

要查询的字段值为MinKey，使用下面的语法：

db.collection_name.find( { field: { $type: -1 } } )

![05142549-9fb68b422eaa4f29be7935539003d0e6.png][]

## JavaScript查询操作符  JavaScript Query Operators ##

### 　　$regex ###

regex操作符查询中可以对字符串的执行正则匹配。MongoDB使用Perl兼容的正则表达式（PCRE)库来匹配正则表达式.　　可以使用正则表达式对象或者regex操作符.

//查询name键值以“4”结尾的文档
    db.inventory.find( { name: /.4/i } );
    db.inventory.find( { name: { $regex: '.4', $options: 'i' } } );

![05151219-a5c74243855f4d2588a86489552e4a82.png][]

#### 　　options（regex 提供四个选项标志） ####

*  i  　如果设置了这个修饰符，模式中的字母会进行大小写不敏感匹配。
 *  m   默认情况下，PCRE 认为目标字符串是由单行字符组成的(然而实际上它可能会包含多行).如果目标字符串 中没有 "\\n"字符，或者模式中没有出现“行首”/“行末”字符，设置这个修饰符不产生任何影响。
 *  s    如果设置了这个修饰符，模式中的点号元字符匹配所有字符，包含换行符。如果没有这个修饰符，点号不匹配换行符。
 *  x    如果设置了这个修饰符，模式中的没有经过转义的或不在字符类中的空白数据字符总会被忽略，并且位于一个未转义的字符类外部的\#字符和下一个换行符之间的字符也被忽略。 这个修饰符使被编译模式中可以包含注释。 注意：这仅用于数据字符。 空白字符 还是不能在模式的特殊字符序列中出现，比如序列 。

注：JavaScript只提供了i和m选项，x和s选项必须使用$regex操作符。

### 　　$where ###

$where操作符功能强大而且灵活，他可以使用任意的JavaScript作为查询的一部分,包含JavaScript表达式的字符串或者JavaScript函数。

最典型的应用就是比较文档中的两个键的值是否相等.

//插入两条数据
    db.fruit.insert({"apple":1, "banana": 4, "peach" : 4})
    db.fruit.insert({
          "apple":3, "banana": 3, "peach" : 4})

查找出banana等于peach键值的文档（4种方法）：

![复制代码][copycode.gif]

//字符串形式
    db.fruit.find( { $where: "this.banana == this.peach" } )
    db.fruit.find( { $where: "obj.banana == obj.peach" } )
    //函数形式
    db.fruit.find( { $where: function() { return (this.banana == this.peach) } } )
    db.fruit.find( { $where: function() { return obj.banana == obj.peach; } } )

![复制代码][copycode.gif]

![05153744-d0ffa7a57e32420aa97d9fbfddd77f9b.png][]

查出文档中存在的两个键的值相同的文档。

![复制代码][copycode.gif]

>db.fruit.find({$where:function () {
            for (var current in this) {
                for (var other in this) {
                    if (current != other && this[current] == this[other]) {
                    return true;
                    }
                }
            }
            return false;
        }});

![复制代码][copycode.gif]

![05154845-d3e28ac2321b45bbabac35a78dd1ad0f.png][]

不是非常必要时，一定要避免使用"Where"査询，因为它们在速度上要比常规査询慢很多。每个文档都要从BSON转换成JavaScript对象，然后通过"where"的表达式来运行。同样还不能利用索引。所以，只在走投无路时才考虑"$where"这种用法。

## 内容参考： ##

### 1.[http://docs.mongodb.org/manual/reference/operator/][http_docs.mongodb.org_manual_reference_operator][   ][Link 1] ###

### 2.[取模运算和求余运算的区别][Link 2] ###

### 3.[模式修饰符][Link 3] ###

[04112058-e194865166544d0f8674a476f8e8346f.png]: /images/20220805/602946b132b846349124d6ce26c5c725.png
[04112109-e6dc16ea05c1449ba1a6b126d074332c.png]: /images/20220805/cdb6492b5b5742258187055bac3a7175.png
[04113926-ac7c0df943c144499312c5b376a6df0a.png]: /images/20220805/a05188add53d40d698194b92d05fd77c.png
[04121742-535bd3525bd449edac2d34208f55e3d4.png]: /images/20220805/2b1b1b3289254973aea74a6c754323e0.png
[04122616-b43be3147b6f4f22a030b688eab4e605.png]: /images/20220805/f2479403d7914efca957c790b3f919e3.png
[04124629-c8b3db4a692e4880940594119f00386a.png]: /images/20220805/6f1b6b3f31df4ea7b94ddad0b4ceb1db.png
[04125237-a04b68b5e43b4d75a13504ef3ddf8fb2.png]: /images/20220805/a4a8251bba644a628356cadcafa13950.png
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[http_docs.mongodb.org_manual_reference_operator]: http://docs.mongodb.org/manual/reference/operator/
[Link 1]: http://cn.docs.mongodb.org/master/faq/developers/#how-do-i-query-for-fields-that-have-null-values
[Link 2]: http://blog.csdn.net/huasion/article/details/6855900
[Link 3]: http://www.php.net/manual/zh/reference.pcre.pattern.modifiers.php