面试题：MongoDB聚合框架中常用可调参数之$match详解

Question

在MongoDB聚合框架中，$match操作符用于过滤文档。请详细阐述$match操作符在聚合管道中的作用，以及使用它时可调整的关键参数有哪些，并举例说明如何通过调整这些参数来实现不同条件的文档筛选。

Answer 1

$match操作符在聚合管道中的作用

$match操作符用于在聚合管道中根据指定的条件筛选文档，它仅允许满足条件的文档通过管道进入下一阶段，从而减少后续阶段处理的数据量，提高聚合操作的效率。

使用$match操作符可调整的关键参数

1. 条件表达式：通过各种比较、逻辑和其他表达式来定义筛选条件。常见的比较操作符有：
   • $eq：等于。例如{ field: { $eq: value } }，表示筛选出field字段值等于value的文档。
   • $gt：大于。如{ field: { $gt: value } }，筛选field字段值大于value的文档。
   • $gte：大于等于。
   • $lt：小于。
   • $lte：小于等于。
   • $ne：不等于。
2. 逻辑操作符：可组合多个条件。
   • $and：连接多个条件，所有条件都必须满足。例如{ $and: [ { field1: { $gt: 10 } }, { field2: { $lt: 20 } } ] }。
   • $or：连接多个条件，只要其中一个条件满足即可。如{ $or: [ { field1: { $eq: "value1" } }, { field2: { $eq: "value2" } } ] }。
   • $not：对单个条件取反。例如{ field: { $not: { $eq: value } } }，筛选出field字段值不等于value的文档。

举例说明通过调整参数实现不同条件的文档筛选

假设有一个集合products，文档结构如下：

[
    { "name": "Product1", "price": 15, "category": "Electronics" },
    { "name": "Product2", "price": 25, "category": "Clothing" },
    { "name": "Product3", "price": 30, "category": "Electronics" },
    { "name": "Product4", "price": 40, "category": "Food" }
]

1. 简单比较筛选：筛选价格大于20的产品

db.products.aggregate([
    {
        $match: {
            price: { $gt: 20 }
        }
    }
])

结果：

[
    { "name": "Product2", "price": 25, "category": "Clothing" },
    { "name": "Product3", "price": 30, "category": "Electronics" },
    { "name": "Product4", "price": 40, "category": "Food" }
]

2. 使用逻辑操作符$and：筛选价格大于20且属于电子产品类别的产品

db.products.aggregate([
    {
        $match: {
            $and: [
                { price: { $gt: 20 } },
                { category: "Electronics" }
            ]
        }
    }
])

结果：

[
    { "name": "Product3", "price": 30, "category": "Electronics" }
]

3. 使用逻辑操作符$or：筛选价格小于18或者属于食品类别的产品

db.products.aggregate([
    {
        $match: {
            $or: [
                { price: { $lt: 18 } },
                { category: "Food" }
            ]
        }
    }
])

结果：

[
    { "name": "Product1", "price": 15, "category": "Electronics" },
    { "name": "Product4", "price": 40, "category": "Food" }
]

4. 使用$not操作符：筛选价格不等于25的产品

db.products.aggregate([
    {
        $match: {
            price: { $not: { $eq: 25 } }
        }
    }
])

结果：

[
    { "name": "Product1", "price": 15, "category": "Electronics" },
    { "name": "Product3", "price": 30, "category": "Electronics" },
    { "name": "Product4", "price": 40, "category": "Food" }
]