面试题：MongoDB $sum累加器函数在嵌套聚合及条件累加场景下的应用

以下是使用MongoDB的聚合框架来完成此计算的聚合查询：

db.transactions.aggregate([
    // 步骤1：展开sub_transactions数组
    {
        $unwind: "$sub_transactions"
    },
    // 步骤2：使用$group进行分组并计算总和
    {
        $group: {
            _id: null,
            totalIncome: {
                $sum: {
                    $cond: [
                        { $eq: ["$type", "income"] },
                        "$amount",
                        0
                    ]
                }
            },
            totalExpense: {
                $sum: {
                    $cond: [
                        { $eq: ["$type", "expense"] },
                        "$amount",
                        0
                    ]
                }
            },
            totalPositiveSub: {
                $sum: {
                    $cond: [
                        { $eq: ["$sub_transactions.sub_type", "positive"] },
                        "$sub_transactions.sub_amount",
                        0
                    ]
                }
            },
            totalNegativeSub: {
                $sum: {
                    $cond: [
                        { $eq: ["$sub_transactions.sub_type", "negative"] },
                        "$sub_transactions.sub_amount",
                        0
                    ]
                }
            }
        }
    },
    // 步骤3：计算净收入
    {
        $project: {
            netIncome: {
                $add: [
                    "$totalIncome",
                    { $subtract: ["$totalPositiveSub", "$totalNegativeSub"] },
                    { $multiply: [-1, "$totalExpense"] }
                ]
            },
            _id: 0
        }
    }
]);

每一步聚合管道的逻辑及设计原因

$unwind阶段：
- 逻辑：使用$unwind操作符展开sub_transactions数组，将每个文档中的sub_transactions数组元素拆分成独立的文档。
- 设计原因：因为后续要对sub_transactions数组中的每个元素进行计算，展开后才能对每个sub_type和sub_amount进行独立处理，便于使用$sum累加器函数。
$group阶段：
- 逻辑：使用$group操作符按_id: null进行分组（因为我们只需要一个总的结果），并使用$sum累加器函数分别计算income类型的amount总和（totalIncome）、expense类型的amount总和（totalExpense）、sub_type为positive的sub_amount总和（totalPositiveSub）以及sub_type为negative的sub_amount总和（totalNegativeSub）。这里使用$cond操作符进行条件判断，当满足相应条件时才对amount或sub_amount进行累加，否则累加0。
- 设计原因：通过分组和累加，我们可以分别得到净收入计算所需的各项总和，为下一步计算净收入做好准备。
$project阶段：
- 逻辑：使用$project操作符计算净收入（netIncome），通过$add操作符将totalIncome、totalPositiveSub与totalNegativeSub的差值以及totalExpense的相反数相加得到净收入。同时，通过设置_id: 0，不显示_id字段。
- 设计原因：这一步将前面计算得到的各项总和进行最终的计算，得出净收入，并以合适的格式展示结果，不显示无用的_id字段。

面试题：MongoDB $sum累加器函数在嵌套聚合及条件累加场景下的应用

知识考点

面试题答案

每一步聚合管道的逻辑及设计原因