面试题：MongoDB中如何利用查询运算符与索引提升范围查询性能

Question

假设在MongoDB中有一个集合，文档包含一个表示价格的数值字段`price`。现在需要查询价格在100到200之间的文档，同时要优化查询性能。请描述你会创建什么样的索引，以及如何使用查询运算符来实现这个查询，并解释这样做提升性能的原理。

Answer 1

1. 创建索引：
   • 为了优化查询价格在100到200之间的文档的性能，应该在price字段上创建单字段索引。在MongoDB中，可以使用以下命令创建索引：

   db.collection_name.createIndex({price: 1});
   

   • 这里{price: 1}表示按升序为price字段创建索引，如果想按降序创建索引，可使用{price: -1}。
2. 使用查询运算符实现查询：
   • 使用$gte（大于等于）和$lte（小于等于）运算符来查询价格在100到200之间的文档，示例代码如下：

   db.collection_name.find({
       price: {
           $gte: 100,
           $lte: 200
       }
   });
   

3. 提升性能原理：
   • 索引就像是一本书的目录，它存储了文档中特定字段的值以及对应的文档指针。当执行查询时，MongoDB可以通过索引快速定位到满足条件的文档位置，而不需要扫描整个集合。
   • 对于上述查询，MongoDB利用price字段上的索引，可以快速找到price值在100到200之间的文档，减少了磁盘I/O操作和数据处理量，从而显著提升查询性能。