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聚合管道操作符

$avg（聚合）

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定义

5.0 版本中的更改。

$avg

返回数值的平均值。$avg 会忽略非数字值。

$avg 可在以下阶段使用：

  • $addFields

  • $bucket

  • $bucketAuto

  • $group

  • 包含一个 $expr 表达式的 $match 阶段

  • $project

  • $replaceRoot

  • $replaceWith

  • $set

  • $setWindowFields （从 MongoDB 5.0 开始提供）

语法

当在 $bucket、$bucketAuto、$group 和 $setWindowFields 阶段使用时，$avg 具有以下语法：

{ $avg: <expression> }

在其他受支持的阶段中使用时，$avg 具有两种语法之一：

  • $avg 有一个指定的表达式作为其操作数：

    { $avg: <expression> }

  • $avg 有一个指定表达式组成的列表作为其操作数：

    { $avg: [ <expression1>, <expression2> ... ]  }

有关表达式的更多信息，请参阅表达式。

行为

非数值或缺失值

$avg 忽略非数字值，包括缺失值。如果平均值的所有操作数都是非数字值，$avg将返回 null，因为零值的平均值未定义。

数组操作数

在 $group 阶段，如果表达式解析为数组，则 $avg 将操作数视为非数值。

在其他支持的阶段：

  • 使用单个表达式作为其操作数，如果表达式解析为大量，则$avg 会遍历该大量，对大量的数字元素进行操作以返回单个值。

  • 将表达式列表作为其操作数，如果任何表达式解析为大量，$avg 不会遍历该大量，而是将该大量视为非数字值。

示例

在 $group 阶段中使用

请考虑包含以下文档的 sales 集合：

{ "_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("2014-02-15T09:12:00Z") }

按照 item 字段对文档进行分组，以下操作使用 $avg 累加器来计算每组的平均金额和平均数量。

db.sales.aggregate(
   [
     {
       $group:
         {
           _id: "$item",
           avgAmount: { $avg: { $multiply: [ "$price", "$quantity" ] } },
           avgQuantity: { $avg: "$quantity" }
         }
     }
   ]
)

操作返回以下结果：

{ "_id" : "xyz", "avgAmount" : 37.5, "avgQuantity" : 7.5 }
{ "_id" : "jkl", "avgAmount" : 20, "avgQuantity" : 1 }
{ "_id" : "abc", "avgAmount" : 60, "avgQuantity" : 6 }

在 $project 阶段中使用

集合 students 包含以下文档：

{ "_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 }

以下示例使用 $project 阶段的 $avg 来计算平均测验分数、平均实验室分数以及期末和期中考试的平均分数：

db.students.aggregate([
   { $project: { quizAvg: { $avg: "$quizzes"}, labAvg: { $avg: "$labs" }, examAvg: { $avg: [ "$final", "$midterm" ] } } }
])

该操作生成以下文档：

{ "_id" : 1, "quizAvg" : 7.666666666666667, "labAvg" : 6.5, "examAvg" : 77.5 }
{ "_id" : 2, "quizAvg" : 9.5, "labAvg" : 8, "examAvg" : 87.5 }
{ "_id" : 3, "quizAvg" : 4.666666666666667, "labAvg" : 5.5, "examAvg" : 74 }

在 $setWindowFields 阶段中使用

版本 5.0 中的新增功能。

创建cakeSales集合，其中包含加利福尼亚州 ( CA ) 和华盛顿州 ( WA ) 的蛋糕销售情况：

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 }
] )

此示例在 $setWindowFields 阶段使用 $avg，针对每个 state 输出蛋糕销售 quantity 的移动平均值：

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

在示例中：

  • partitionBy: "$state" 按 state 对集合中的文档分区。CA 和 WA 都有分区。

  • sortBy: { orderDate: 1 } 按 orderDate 以升序 (1) 对每个分区中的文档进行排序，因此最早的 orderDate 位于最前面。

  • output 使用 $avg 将文档窗口中文档的 averageQuantityForState 字段设置为移动平均值 quantity。

    该窗口包含介于 unbounded 下限与输出中 current 文档之间的文档。这意味着 $avg 会返回分区开始和当前文档之间文档的移动平均值 quantity。

在此输出中，CA 和 WA 的移动平均值 quantity 显示在 averageQuantityForState 字段：

{ "_id" : 4, "type" : "strawberry", "orderDate" : ISODate("2019-05-18T16:09:01Z"),
  "state" : "CA", "price" : 41, "quantity" : 162, "averageQuantityForState" : 162 }
{ "_id" : 0, "type" : "chocolate", "orderDate" : ISODate("2020-05-18T14:10:30Z"),
  "state" : "CA", "price" : 13, "quantity" : 120, "averageQuantityForState" : 141 }
{ "_id" : 2, "type" : "vanilla", "orderDate" : ISODate("2021-01-11T06:31:15Z"),
  "state" : "CA", "price" : 12, "quantity" : 145, "averageQuantityForState" : 142.33333333333334 }
{ "_id" : 5, "type" : "strawberry", "orderDate" : ISODate("2019-01-08T06:12:03Z"),
  "state" : "WA", "price" : 43, "quantity" : 134, "averageQuantityForState" : 134 }
{ "_id" : 3, "type" : "vanilla", "orderDate" : ISODate("2020-02-08T13:13:23Z"),
  "state" : "WA", "price" : 13, "quantity" : 104, "averageQuantityForState" : 119 }
{ "_id" : 1, "type" : "chocolate", "orderDate" : ISODate("2021-03-20T11:30:05Z"),
  "state" : "WA", "price" : 14, "quantity" : 140, "averageQuantityForState" : 126 }

后退

$atanh

来年

$binarySize