$sum (agregação)

Tipo de dados de resultado

Quando os tipos de entrada são misturados, $sum promove o tipo de entrada menor para o maior dos dois. Um tipo é considerado maior quando representa uma faixa mais ampla de valores. A ordem dos tipos numéricos do menor para o maior é: inteiro → longo → double → decimal

O maior dos tipos de entrada também determina o tipo de resultado, a menos que a operação se exceda e esteja além da faixa representada por esse tipo de dados maior. Em casos de excesso, $sum promove o resultado de acordo com a seguinte ordem:

• Se o tipo de entrada maior for integer, o tipo de resultado será promovido para long.

• Se o tipo de entrada maior for long, o tipo de resultado será promovido para double.

• Se o tipo maior for double ou decimal, o resultado do excesso será representado como + ou - infinito. Não há nenhum tipo de promoção do resultado.

Campos não numéricos ou não existentes

Se utilizado em um campo que contém valores numéricos e não numéricos, $sum ignorará os valores não numéricos e retornará a soma dos valores numéricos.

Se usado em um campo que não existe em nenhum documento da coleção, $sum retornará 0 para esse campo.

Se todos os operandos forem não numéricos, não arrays ou contiverem valores null , $sum retornará 0. Para obter detalhes sobre como o $sum lida com arrays, consulte Operando de array.

Operando de array

No estágio $group , se a expressão for resolvida em uma array, $sum tratará o operando como um valor não numérico.

Nos outros estágios suportados:

• Com uma única expressão como operando, se a expressão for resolvida em uma array, $sum percorre a array para operar nos elementos numéricos da array e retornar um único valor.

• Com uma lista de expressões como seu operando, se qualquer uma das expressões for resolvida para uma array, $sum não atravessará a array, mas tratará a array como um valor não numérico.

Por exemplo, quando não usado em um estágio $group :

• Se o operando $sum for [ 2, 2 ], $sum adiciona os elementos de array e retorna 4.

• Se o operando $sum for [ 2, [ 3, 4 ] ], $sum retornará 2 porque trata a array aninhada [ 3, 4 ] como um valor não numérico.

Uso no $group estágio

Considere uma collection sales com os seguintes documentos:

{ "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "quantity" : 2, "date" : ISODate("2014-01-01T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : 20, "quantity" : 1, "date" : ISODate("2014-02-03T09:00:00Z") }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "price" : 5, "quantity" : 5, "date" : ISODate("2014-02-03T09:05:00Z") }
{ "_id" : 4, "item" : "abc", "price" : 10, "quantity" : 10, "date" : ISODate("2014-02-15T08:00:00Z") }
{ "_id" : 5, "item" : "xyz", "price" : 5, "quantity" : 10, "date" : ISODate("2014-02-15T09:05:00Z") }

Agrupando os documentos por dia e ano do campo date, a operação a seguir usa o acumulador $sum para calcular o valor total e a contagem de cada grupo de documentos.

db.sales.aggregate(
   [
     {
       $group:
         {
           _id: { day: { $dayOfYear: "$date"}, year: { $year: "$date" } },
           totalAmount: { $sum: { $multiply: [ "$price", "$quantity" ] } },
           count: { $sum: 1 }
         }
     }
   ]
)

A operação retorna os seguintes resultados:

{ "_id" : { "day" : 46, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 150, "count" : 2 }
{ "_id" : { "day" : 34, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 45, "count" : 2 }
{ "_id" : { "day" : 1, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 20, "count" : 1 }

O uso de $sum em um campo inexistente retorna um valor de 0. A operação a seguir tenta fazer $sum em qty:

db.sales.aggregate(
   [
     {
       $group:
         {
           _id: { day: { $dayOfYear: "$date"}, year: { $year: "$date" } },
           totalAmount: { $sum: "$qty" },
           count: { $sum: 1 }
         }
     }
   ]
)

A operação retorna:

{ "_id" : { "day" : 46, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 0, "count" : 2 }
{ "_id" : { "day" : 34, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 0, "count" : 2 }
{ "_id" : { "day" : 1, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 0, "count" : 1 }

O accumulator de aggregation $count pode ser usado no lugar de { $sum : 1 } no estágio $group.

Uso no $project estágio

Uma coleção students contém os seguintes documentos:

{ "_id": 1, "quizzes": [ 10, 6, 7 ], "labs": [ 5, 8 ], "final": 80, "midterm": 75 }
{ "_id": 2, "quizzes": [ 9, 10 ], "labs": [ 8, 8 ], "final": 95, "midterm": 80 }
{ "_id": 3, "quizzes": [ 4, 5, 5 ], "labs": [ 6, 5 ], "final": 78, "midterm": 70 }

O exemplo a seguir utiliza $sum no estágio $project para calcular as pontuações totais do teste, as pontuações totais do laboratório e o total das provas finais e intermediárias:

db.students.aggregate([
   {
     $project: {
       quizTotal: { $sum: "$quizzes"},
       labTotal: { $sum: "$labs" },
       examTotal: { $sum: [ "$final", "$midterm" ] }
     }
   }
])

A operação resulta nos seguintes documentos:

{ "_id" : 1, "quizTotal" : 23, "labTotal" : 13, "examTotal" : 155 }
{ "_id" : 2, "quizTotal" : 19, "labTotal" : 16, "examTotal" : 175 }
{ "_id" : 3, "quizTotal" : 14, "labTotal" : 11, "examTotal" : 148 }

Uso no $setWindowFields estágio

Crie uma collection cakeSales que contenha vendas de bolo nos estados da Califórnia (CA) e de Washington (WA):

db.cakeSales.insertMany( [
   { _id: 0, type: "chocolate", orderDate: new Date("2020-05-18T14:10:30Z"),
     state: "CA", price: 13, quantity: 120 },
   { _id: 1, type: "chocolate", orderDate: new Date("2021-03-20T11:30:05Z"),
     state: "WA", price: 14, quantity: 140 },
   { _id: 2, type: "vanilla", orderDate: new Date("2021-01-11T06:31:15Z"),
     state: "CA", price: 12, quantity: 145 },
   { _id: 3, type: "vanilla", orderDate: new Date("2020-02-08T13:13:23Z"),
     state: "WA", price: 13, quantity: 104 },
   { _id: 4, type: "strawberry", orderDate: new Date("2019-05-18T16:09:01Z"),
     state: "CA", price: 41, quantity: 162 },
   { _id: 5, type: "strawberry", orderDate: new Date("2019-01-08T06:12:03Z"),
     state: "WA", price: 43, quantity: 134 }
] )

Este exemplo usa $sum no estágio $setWindowFields para gerar a soma da quantity (quantidade) de bolos vendidos em cada state (estado):

db.cakeSales.aggregate( [
   {
      $setWindowFields: {
         partitionBy: "$state",
         sortBy: { orderDate: 1 },
         output: {
            sumQuantityForState: {
               $sum: "$quantity",
               window: {
                  documents: [ "unbounded", "current" ]
               }
            }
         }
      }
   }
] )

No exemplo:

• partitionBy: "$state" particiona os documentos na collection por state. Existem partições para CA e WA.

• sortBy: { orderDate: 1 } classifica os documentos em cada partição por orderDate em ordem crescente (1), para que o orderDate mais antigo seja o primeiro.

• output define o campo sumQuantityForState como a soma dos valores quantity usando $sum que é executado em uma janela de documentos.

  A janela contém documentos entre um limite inferior unbounded e o documento current na saída. Isso significa que $sum retorna a soma dos valores quantity para os documentos entre o início da partição e o documento atual.

Neste resultado, a soma dos valores quantity para CA e WA é mostrada no campo sumQuantityForState:

{ "_id" : 4, "type" : "strawberry", "orderDate" : ISODate("2019-05-18T16:09:01Z"),
  "state" : "CA", "price" : 41, "quantity" : 162, "sumQuantityForState" : 162 }
{ "_id" : 0, "type" : "chocolate", "orderDate" : ISODate("2020-05-18T14:10:30Z"),
  "state" : "CA", "price" : 13, "quantity" : 120, "sumQuantityForState" : 282 }
{ "_id" : 2, "type" : "vanilla", "orderDate" : ISODate("2021-01-11T06:31:15Z"),
  "state" : "CA", "price" : 12, "quantity" : 145, "sumQuantityForState" : 427 }
{ "_id" : 5, "type" : "strawberry", "orderDate" : ISODate("2019-01-08T06:12:03Z"),
  "state" : "WA", "price" : 43, "quantity" : 134, "sumQuantityForState" : 134 }
{ "_id" : 3, "type" : "vanilla", "orderDate" : ISODate("2020-02-08T13:13:23Z"),
  "state" : "WA", "price" : 13, "quantity" : 104, "sumQuantityForState" : 238 }
{ "_id" : 1, "type" : "chocolate", "orderDate" : ISODate("2021-03-20T11:30:05Z"),
  "state" : "WA", "price" : 14, "quantity" : 140, "sumQuantityForState" : 378 }