MongoDB 中聚合( aggregate )主要用于处理数据(诸如统计平均值,求和等)，并返回计算后的数据结果，通常由聚合管道操作符和聚合表达式组合，完成数据处理。功能有点类似 Sql 语句中的 sum()、agv() 等。
一、聚合管道操作符将文档定制格式输出（一）
任务描述
本关任务：按照编程要求，对集合 educoder 进行相应的查询输出。
相关知识
为了完成本关任务，你需要掌握： 1.聚合管道操作符的作用； 2.$project 的用法； 3.$match 的用法。
常用聚合管道操作符
常用的几个聚合管道操作符：
操作符 作用 $project 修改输入文档的结构。可以用来重命名、增加或删除域，也可以用于创建计算结果以及嵌套文档 $match 用于过滤数据，只输出符合条件的文档。$match使用MongoDB的标准查询操作 $limit 用来限制MongoDB聚合管道返回的文档数 $skip 在聚合管道中跳过指定数量的文档，并返回余下的文档 $unwind 将文档中的某一个数组类型字段拆分成多条，每条包含数组中的一个值 $group 将集合中的文档分组，可用于统计结果 $sort 将输入文档排序后输出 注意：以上操作不会修改集合的内容，只是将集合以指定形式输出。
在数据库 mydb1 有集合 educoder 内容如下：
_id course author tags learning_num 1 Python表达式问题求解实训 李暾 Python基础,求解 1882 2 Java语言之基本语法 余跃 Java基础,语法 814 3 Python面向对象编程实训 李暾 Python基础,面向对象 143 4 Android综合实训之物联网移动应用开发（1） prophet5 Android,物联网,移动开发 $project 修改文档结构输出
有时候我们并不会用到文档的全部内容，只是使用其中几列，这时候就可以使用 $project 进行操作；或者有时候要重命名键值（列名），也可以使用 $project。
对集合 educoder 进行操作：
- 只输出作者 author 和学习人数 learning_num 信息，
_id也不要不显示（_id默认是显示的）：- 0 为不显示，非 0 为显示。
运行结果如图1所示：
图 1
db.educoder.aggregate({$project:{_id:0,author:1,learning_num:1}})
- 重命名字段名（把 learning_num 重命名为 num）：
运行结果如图2所示：
db.educoder.aggregate({$project:{course:1,authoe:1,tags:1,num:'$learning_num'}})
图 2
$match 筛选文档输出
有时候我们要在集合中筛选出符合特定条件的文档，这时候使用 $match 便可以很快实现。
只输出作者为“李暾”的文档：
db.educoder.aggregate({$match:{author:'李暾'}})运行结果如图3所示：
图 3
> use test1
switched to db test1
> db.educoder.insert({_id:1,course:'Python表达式问题求解实训',author:'李暾',tags:['Python基础','求解'],learning_num:1882})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.educoder.insert({_id:2,course:'Java语言之基本语法',author:'余跃',tags:['Java基础','语法'],learning_num:814})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.educoder.insert({_id:3,course:'Python面向对象编程实训',author:'李暾',tags:['Python基础','面向对象'],learning_num:143})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.educoder.insert({_id:4,course:'Android综合实训之物联网移动应用开发（1）',author:'prophet5',tags:['Android','物联网','移动开发'],learning_num:207})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.educoder.find()
{ "_id" : 1, "course" : "Python表达式问题求解实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "求解" ], "learning_num" : 1882 }
{ "_id" : 2, "course" : "Java语言之基本语法", "author" : "余跃", "tags" : [ "Java基础", "语法" ], "learning_num" : 814 }
{ "_id" : 3, "course" : "Python面向对象编程实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "面向对象" ], "learning_num" : 143 }
{ "_id" : 4, "course" : "Android综合实训之物联网移动应用开发（1）", "author" : "prophet5", "tags" : [ "Android", "物联网", "移动开发" ], "learning_num" : 207 }
> db.educoder.aggregate({$project:{_id:0,course:1,learning_num:1}})
{ "course" : "Python表达式问题求解实训", "learning_num" : 1882 }
{ "course" : "Java语言之基本语法", "learning_num" : 814 }
{ "course" : "Python面向对象编程实训", "learning_num" : 143 }
{ "course" : "Android综合实训之物联网移动应用开发（1）", "learning_num" : 207 }
> db.educoder.aggregate({$match:{learning_num:1882}})
{ "_id" : 1, "course" : "Python表达式问题求解实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "求解" ], "learning_num" : 1882 }优化
db.educoder.insertMany([
{
_id:1,
course:'Python表达式问题求解实训',
author:'李暾',
tags:['Python基础','求解'],
learning_num:1882
},
{
_id:2,
course:'Java语言之基本语法',
author:'余跃',
tags:['Java基础','语法'],
learning_num:814
},
{
_id:3,
course:'Python面向对象编程实训',
author:'李暾',
tags:['Python基础','面向对象'],
learning_num:143
},
{
_id:4,
course:'Android综合实训之物联网移动应用开发（1）',
author:'prophet5',
tags:['Android','物联网','移动开发'],
learning_num:207
}
])
#********* Begin *********#
echo "
db.educoder.aggregate({\$project:{_id:0,course:1,learning_num:1}});
db.educoder.aggregate({\$match:{learning_num:1882}})
"
#********* End *********#二、聚合管道操作符将文档定制格式输出（二）
任务描述
本关任务：按照编程要求，对集合 educoder 进行相应的查询输出。
相关知识
上一关已经了解了 $project 和 $match 的用法，本关就介绍剩余管道操作符的用法。
在数据库 mydb1 有集合 educoder 内容如下：
_id course author tags learning_num 1 Python表达式问题求解实训 李暾 Python基础,求解 1882 2 Java语言之基本语法 余跃 Java基础,语法 814 3 Python面向对象编程实训 李暾 Python基础,面向对象 143 4 Android综合实训之物联网移动应用开发（1） prophet5 Android,物联网,移动开发 207 $limit 限制文档数量输出
有时候集合中文档数量太大，我们只想选取前几行查看一下，这时候就可以用 $limit，输出前2条文档：
db.educoder.aggregate({$limit:2})运行结果如图1所示：
图 1
$skip 跳过前 n 条文档输出
与 $limit 相反，$skip 是跳过前 n 条文档，显示剩余文档。
将集合 educoder 中的前两条文档跳过，显示剩余文档：
db.educoder.aggregate({$skip:2})
- $skip 接受一个数字 n，表示丢弃结果集中的前 n 个文档；
运行结果如图2所示：
图 2
$limit 与 $skip 可以组合使用，：
db.educoder.aggregate([{$skip:1},{$limit:2}]) #跳过第一条，显示前两条，也就是显示第2-3条文档 db.educoder.aggregate([{$limit:2},{$skip:1}]) #显示前两条，跳过第一条，也就是显示第2条文档运行结果如图3所示：
图 3
$unwind 拆分数组类型字段
将 educoder 中的 tags 字段拆分成多条，每条包含数组中的一个值：
db.educoder.aggregate({$unwind:'$tags'})运行结果如图4所示：
图 4
$group 分组输出
该操作比较常用，因为文档分组后利于我们的统计。比如，按照作者分组我们就可以统计出该集合总共有几个作者。
在集合 educoder 中，按作者分组：
db.educoder.aggregate({$group:{_id:'$author'}})运行结果如图5所示：
图 5
$sort 排序输出
按照学习人数 learning_num 降序排序输出文档：
db.educoder.aggregate({$sort:{learning_num:-1}})
- -1 代表降序排序， 1 代表升序排序。
运行结果如图6所示：
图 6
> use test2
switched to db test2
> db.educoder.insert({_id:1,course:'Python表达式问题求解实训',author:'李暾',tags:['Python基础','求解'],learning_num:1882})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.educoder.insert({_id:2,course:'Java语言之基本语法',author:'余跃',tags:['Java基础','语法'],learning_num:814})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.educoder.insert({_id:3,course:'Python面向对象编程实训',author:'李暾',tags:['Python基础','面向对象'],learning_num:143})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.educoder.insert({_id:4,course:'Android综合实训之物联网移动应用开发（1）',author:'prophet5',tags:['Android','物联网','移动开发'],learning_num:207})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> db.educoder.aggregate({$limit:3})
{ "_id" : 1, "course" : "Python表达式问题求解实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "求解" ], "learning_num" : 1882 }
{ "_id" : 2, "course" : "Java语言之基本语法", "author" : "余跃", "tags" : [ "Java基础", "语法" ], "learning_num" : 814 }
{ "_id" : 3, "course" : "Python面向对象编程实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "面向对象" ], "learning_num" : 143 }
> db.educoder.aggregate({$sort:{learning_num:1}})
{ "_id" : 3, "course" : "Python面向对象编程实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "面向对象" ], "learning_num" : 143 }
{ "_id" : 4, "course" : "Android综合实训之物联网移动应用开发（1）", "author" : "prophet5", "tags" : [ "Android", "物联网", "移动开发" ], "learning_num" : 207 }
{ "_id" : 2, "course" : "Java语言之基本语法", "author" : "余跃", "tags" : [ "Java基础", "语法" ], "learning_num" : 814 }
{ "_id" : 1, "course" : "Python表达式问题求解实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "求解" ], "learning_num" : 1882 }
> db.educoder.aggregate({$skip:2})
{ "_id" : 3, "course" : "Python面向对象编程实训", "author" : "李暾", "tags" : [ "Python基础", "面向对象" ], "learning_num" : 143 }
{ "_id" : 4, "course" : "Android综合实训之物联网移动应用开发（1）", "author" : "prophet5", "tags" : [ "Android", "物联网", "移动开发" ], "learning_num" : 207 }#********* Begin *********#
echo "
db.educoder.aggregate({\$limit:3});
db.educoder.aggregate({\$sort:{learning_num:1}});
db.educoder.aggregate({\$skip:2})
"
#********* End *********#三、聚合表达式对文档数据进行统计
任务描述
本关任务：按照编程要求，使用
aggregate()方法，结合聚合管道操作符和聚合表达式对文档数据进行统计。相关知识
为了完成本关任务，你需要掌握： 1.常用聚合表达式； 2.如何结合聚合管道操作符使用聚合表达式完成统计。
聚合表达式
常用的几个聚合表达式：
表达式 用法 $sum 计算总和 $avg 计算平均值 $min 获取集合中所有文档对应值的最小值 $max 获取集合中所有文档对应值的最大值 $push 在结果文档中插入值到一个数组中 $addToSet 在结果文档中插入值到一个数组中，但不创建副本 $first 根据资源文档的排序获取第一个文档数据 $last 根据资源文档的排序获取最后一个文档数据 如何对文档进行统计
在数据库
mydb2有集合educoder内容如下：
_id course author tags learning_num 1 Python表达式问题求解实训 李暾 Python基础,求解 1882 2 Java语言之基本语法 余跃 Java基础,语法 814 3 Python面向对象编程实训 李暾 Python基础,面向对象 143 4 Android综合实训之物联网移动应用开发（1） prophet5 Android,物联网,移动开发 207
- 现在我们通过
aggregate()方法来获取每个作者拥有的实训数量，命名为：num_course：db.educoder.aggregate([{$group:{_id:'$author',num_course:{$sum:1}}}])查询结果如下：
命令解析：
- 先通过聚合管道操作符
$group将author字段数据分组；$sum:1的含义：如果前面的情况出现一次，就加1，如果后面为$sum:2，那么前面条件每满足一次就加2；- 通过
aggregate()方法来获取每个作者的实训学习总人数learning_sum：查询结果如下：
#********* Begin *********#
echo "
db.educoder.aggregate([{\$group:{_id:'\$author',first_course:{\$first:'\$course'}}}]);
db.educoder.aggregate([{\$group:{_id:'\$author',learning_avg:{\$avg:'\$learning_num'}}}]);
db.educoder.aggregate([{\$unwind:'\$tags'},{\$group:{_id:'\$tags',course_num:{\$sum:1}}}]);
"
#********* End *********#