面试题：MongoDB复合索引与$运算符的协同优化

Question

假设有一个集合，文档结构为{ 'name': 'string', 'age': 'number', 'score': 'number' }，现在需要频繁查询年龄大于30岁且分数在80到90之间的记录，应该如何设计复合索引来配合$gt、$gte、$lte这些$运算符，以达到最佳查询性能？请详细说明索引设计思路及查询语句的写法。

Answer 1

索引设计思路

1. 对于频繁查询年龄大于30岁且分数在80到90之间的记录，考虑到 $gt、$gte、$lte 等运算符，应创建一个复合索引。
2. 复合索引的顺序很关键，将查询条件中范围最窄的字段放在前面，在这种情况下，年龄的范围界定相对更窄（大于30岁），所以先按 age 字段建立索引，再按 score 字段建立索引。这样在查询时，数据库能更有效地利用索引来定位数据。

创建复合索引语句（以MongoDB为例）

db.collection_name.createIndex({ age: 1, score: 1 });

上述语句在集合 collection_name 上创建了一个复合索引，age: 1 表示按 age 字段升序排列，score: 1 表示按 score 字段升序排列。

查询语句写法（以MongoDB为例）

db.collection_name.find({
    age: { $gt: 30 },
    score: { $gte: 80, $lte: 90 }
});

该查询语句使用了 $gt 运算符表示年龄大于30岁，$gte 和 $lte 运算符表示分数在80（包括）到90（包括）之间，通过之前创建的复合索引能提高查询性能。