MongoDB 聚合（Aggregation） 通过 aggregate() 方法对文档进行复杂的数据处理，如分组、过滤、排序、计算统计值等，类似 SQL 的 GROUP BY 和 HAVING 语句。

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1. 聚合管道（Aggregation Pipeline）

MongoDB 采用 Pipeline（管道）机制，多个操作可以依次处理数据，每个操作的输出作为下一个操作的输入。

db.collection.aggregate([
  { stage1 },
  { stage2 },
  { stage3 }
])

• 每个 stage（阶段） 是一个数据处理步骤，MongoDB 依次执行。

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2. 主要聚合操作符

操作符	作用
$match	过滤数据（类似 SQL WHERE）
$group	分组（类似 SQL GROUP BY）
$sort	排序（类似 SQL ORDER BY）
$project	指定返回字段（类似 SQL SELECT）
$limit	限制返回数量（类似 SQL LIMIT）
$skip	跳过指定数量的文档（类似 SQL OFFSET）
$count	统计总数
$unwind	拆分数组
$lookup	关联查询（类似 SQL JOIN）
$addFields	添加计算字段
$set	修改或新增字段（MongoDB 4.2+）
$unset	移除字段
$merge	结果存入新集合

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3. 过滤数据（$match）

$match 作用类似 WHERE，用于筛选符合条件的数据，减少后续处理的数据量。

示例

查询 status 为 "active" 且 price > 100 的商品：

db.products.aggregate([
  { $match: { status: "active", price: { $gt: 100 } } }
])

等价于 SQL：

SELECT * FROM products WHERE status = 'active' AND price > 100;

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4. 分组统计（$group）

$group 类似 SQL GROUP BY，可以按照某字段分组，并计算统计值。

示例

按 category 分组，统计每个类别的商品数量：

db.products.aggregate([
  { $group: { _id: "$category", count: { $sum: 1 } } }
])

• _id: "$category" → 按 category 分组。
• count: { $sum: 1 } → 统计该分组内的文档数。

等价于 SQL：

SELECT category, COUNT(*) FROM products GROUP BY category;

其他常用统计运算

操作符	作用
$sum	计算总和
$avg	计算平均值
$max	计算最大值
$min	计算最小值
$first	取分组中的第一个值
$last	取分组中的最后一个值

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5. 指定返回字段（$project）

$project 用于指定需要返回的字段，类似 SQL SELECT。

示例

仅返回 name 和 price 字段：

db.products.aggregate([
  { $project: { name: 1, price: 1, _id: 0 } }
])

• 1 表示显示该字段。
• _id: 0 表示隐藏 _id 字段（MongoDB 默认会返回 _id）。

等价于 SQL：

SELECT name, price FROM products;

计算新字段

使用 $project 计算新字段：

db.products.aggregate([
  { $project: { name: 1, priceWithTax: { $multiply: ["$price", 1.1] } } }
])

• priceWithTax 是计算后的新字段（商品价格 × 1.1）。

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6. 排序（$sort）

$sort 类似 SQL ORDER BY，用于对结果排序。

示例

按 price 降序排序：

db.products.aggregate([
  { $sort: { price: -1 } }
])

• 1 表示升序（ASC）。
• -1 表示降序（DESC）。

等价于 SQL：

SELECT * FROM products ORDER BY price DESC;

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7. 限制 & 跳过（$limit & $skip）

• $limit → 限制返回数量。
• $skip → 跳过指定数量的文档（通常用于分页）。

示例

获取第 2 页，每页 5 条数据：

db.products.aggregate([
  { $skip: 5 },  // 跳过前 5 条
  { $limit: 5 }  // 获取 5 条
])

等价于 SQL：

SELECT * FROM products LIMIT 5 OFFSET 5;

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8. 拆分数组（$unwind）

$unwind 将数组字段拆分成多行数据。

示例

假设 orders 集合的 items 字段是数组：

{ _id: 1, customer: "Alice", items: ["Apple", "Banana"] }
{ _id: 2, customer: "Bob", items: ["Orange"] }

使用 $unwind 拆分：

db.orders.aggregate([
  { $unwind: "$items" }
])

结果：

{ _id: 1, customer: "Alice", items: "Apple" }
{ _id: 1, customer: "Alice", items: "Banana" }
{ _id: 2, customer: "Bob", items: "Orange" }

等价于 SQL 一对多拆分。

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9. 关联查询（$lookup，类似 SQL JOIN）

MongoDB 没有外键，但可以使用 $lookup 进行类似 SQL JOIN 的查询。

示例

在 orders 集合中查询 users 表的用户信息：

db.orders.aggregate([
  {
    $lookup: {
      from: "users",       // 关联集合
      localField: "userId", // 当前集合的字段
      foreignField: "_id",  // 目标集合的字段
      as: "userInfo"       // 关联数据的字段名
    }
  }
])

等价于 SQL：

SELECT orders.*, users.*
FROM orders
JOIN users ON orders.userId = users._id;

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10. 统计文档数（$count）

统计 status="active" 的商品数：

db.products.aggregate([
  { $match: { status: "active" } },
  { $count: "totalActiveProducts" }
])

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总结

操作	MongoDB 聚合	SQL 对应
过滤	$match	WHERE
分组	$group	GROUP BY
计算	$sum, $avg, $max	SUM(), AVG(), MAX()
排序	$sort	ORDER BY
限制返回	$limit	LIMIT
跳过	$skip	OFFSET
选择字段	$project	SELECT
拆分数组	$unwind	无直接对应
关联查询	$lookup	JOIN

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