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聚合管道操作符

$firstN

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  • 数组操作符
  • 语法
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定义

5.2 版本中的新增功能。

$firstN 可用作聚合累加器或数组操作符。 作为聚合累加器，它返回群组内前n个元素的聚合。 作为数组操作符，它会从数组开头返回指定数量的元素。

聚合累加器

$firstN

当$firstN用作聚合累加器时，返回的元素仅在按指定排序顺序时才有意义。 如果该组包含的元素少于n个， $firstN将返回该组中的所有元素。

语法

当用作聚合累加器时，$firstN 具有以下语法：

{
   $firstN:
      {
         input: <expression>,
         n: <expression>
      }
}

  • input 指定文档中要获取第一个 n 的字段。输入可以是任何表达式。

  • n 必须是正整数表达式，可以是常量或取决于 $group的_id值。有关详细信息，请参阅组密钥示例。

行为

Null 和缺失值

  • $firstN 不筛选空值。

  • $firstN 将缺失值转换为空。

请考虑以下聚合，该聚合返回组中的前五个文档：

db.aggregate( [
   {
      $documents: [
         { playerId: "PlayerA", gameId: "G1", score: 1 },
         { playerId: "PlayerB", gameId: "G1", score: 2 },
         { playerId: "PlayerC", gameId: "G1", score: 3 },
         { playerId: "PlayerD", gameId: "G1"},
         { playerId: "PlayerE", gameId: "G1", score: null }
      ]
   },
   {
      $group:
      {
         _id: "$gameId",
         firstFiveScores:
            {
               $firstN:
                  {
                     input: "$score",
                     n: 5
                  }
            }
      }
   }
] )

在本例中：

  • $documents 创建包含玩家分数的字面文档。

  • $group 按 gameId 对文档进行分组。此示例只有一个 gameId、G1。

  • PlayerD 分数缺失，且 PlayerE 的 score 为空。这些值都被视为空值。

  • firstFiveScores字段使用input : "$score"指定并作为数组返回。

  • 由于没有排序条件，因此返回前 5 个 score 字段。

[
   {
      _id: 'G1',
      firstFiveScores: [ 1, 2, 3, null, null ]
   }
]

$firstN和$topN 累加器的比较

$firstN和$topN累加器都可以实现类似的结果。

一般来说：

  • 如果进入$group的文档已经排序，则应使用$firstN 。

  • 如果您要排序并选择顶部的 n 元素，则可以使用 $topN 通过一个累加器完成这两项任务。

  • $firstN 可用作聚合表达式，而$topN则不能。

限制

窗口函数和聚合表达式支持

$firstN 支持作为聚合表达式。

$firstN 支持作为 window operator。

举例

请考虑包含以下文档的 gamescores 集合：

db.gamescores.insertMany([
   { playerId: "PlayerA", gameId: "G1", score: 31 },
   { playerId: "PlayerB", gameId: "G1", score: 33 },
   { playerId: "PlayerC", gameId: "G1", score: 99 },
   { playerId: "PlayerD", gameId: "G1", score: 1 },
   { playerId: "PlayerA", gameId: "G2", score: 10 },
   { playerId: "PlayerB", gameId: "G2", score: 14 },
   { playerId: "PlayerC", gameId: "G2", score: 66 },
   { playerId: "PlayerD", gameId: "G2", score: 80 }
])

查找单场比赛的前三名玩家得分

可以使用 $firstN 累加器查找单个游戏中的前三个得分。

db.gamescores.aggregate( [
   {
      $match : { gameId : "G1" }
   },
   {
      $group:
         {
            _id: "$gameId",
            firstThreeScores:
               {
                  $firstN:
                  {
                     input: ["$playerId", "$score"],
                     n:3
                  }
               }
         }
   }
] )

示例管道：

  • 使用 $match 筛选单个 gameId 的结果。在本例中为 G1。

  • 使用 $group 按 gameId 对结果分组。本例中为 G1。

  • 指定使用input : ["$playerId"," $score"]为$firstN输入的字段。

  • 使用 $firstN 返回具有 n : 3 的 G1 游戏的前三个文档。

操作返回以下结果：

[
   {
      _id: 'G1',
      firstThreeScores: [ [ 'PlayerA', 31 ], [ 'PlayerB', 33 ], [ 'PlayerC', 99 ] ]
   }
]

查找多个游戏中前三名玩家得分

可以使用 $firstN 累加器查找每个游戏中的前 n 个输入字段。

db.gamescores.aggregate( [
   {
      $group:
      {
      _id: "$gameId", playerId:
         {
            $firstN:
               {
                  input: [ "$playerId","$score" ],
                  n: 3
               }
         }
      }
   }
] )

示例管道：

  • 使用 $group 按 gameId 对结果进行分组。

  • 使用 $firstN 返回每个具有 n: 3 的游戏的前三个文档。

  • 指定使用input : ["$playerId", "$score"]为$firstN输入的字段。

操作返回以下结果：

[
   {
      _id: 'G1',
      playerId: [ [ 'PlayerA', 31 ], [ 'PlayerB', 33 ], [ 'PlayerC', 99 ] ]
   },
   {
      _id: 'G2',
      playerId: [ [ 'PlayerA', 10 ], [ 'PlayerB', 14 ], [ 'PlayerC', 66 ] ]
   }
]

将$sort 与 结合使用$firstN

在管道中较早使用$sort阶段可能会影响$firstN累加器的结果。

在本例中：

  • {$sort : { score : -1 } } 将最高分数排序到每组的最后。

  • firstN 返回每组前面的三个最高分数。

db.gamescores.aggregate( [
      { $sort : { score : -1 } },
      {
         $group:
         { _id: "$gameId", playerId:
            {
               $firstN:
                  {
                     input: [ "$playerId","$score" ],
                     n: 3
                  }
            }
         }
      }
   ] )

操作返回以下结果：

[
   {
      _id: 'G2',
      playerId: [ [ 'PlayerD', 80 ], [ 'PlayerC', 66 ], [ 'PlayerB', 14 ] ]
   },
   {
      _id: 'G1',
      playerId: [ [ 'PlayerC', 99 ], [ 'PlayerB', 33 ], [ 'PlayerA', 31 ] ]
   }
]

根据n 的群组密钥计算$group

您还可以动态分配n的值。 在此示例中，对gameId字段使用了$cond表达式。

db.gamescores.aggregate([
   {
      $group:
      {
         _id: {"gameId": "$gameId"},
         gamescores:
            {
               $firstN:
                  {
                     input: "$score",
                     n: { $cond: { if: {$eq: ["$gameId","G2"] }, then: 1, else: 3 } }
                  }
            }
      }
   }
] )

示例管道：

  • 使用 $group 按 gameId 对结果进行分组。

  • 指定使用input : "$score"输入$firstN的字段。

  • 如果gameId为G2 ，则n为 1，否则n为 3。

操作返回以下结果：

[
   { _id: { gameId: 'G1' }, gamescores: [ 31, 33, 99 ] },
   { _id: { gameId: 'G2' }, gamescores: [ 10 ] }
]

使用$firstN 作为聚合表达式

您还可以使用$firstN作为聚合表达式。

在本例中：

  • $documents 创建包含值数组的字面文档。

  • $project 用于返回$firstN的输出。

  • _id 通过_id : 0从输出中省略。

  • $firstN 使用[10, 20, 30, 40]的输入数组。

  • 为输入文档返回数组的前三个元素。

db.aggregate( [
   {
      $documents: [
         { array: [10, 20, 30, 40] } ]
   },
   { $project: {
      firstThreeElements:{
                           $firstN:
                           {
                              input: "$array",
                              n: 3
                           }
                        }
               }
   }
] )

操作返回以下结果：

[
   { firstThreeElements: [ 10, 20, 30 ] }
]

数组操作符

$firstN

语法

作为数组操作符使用时，$firstN 的语法如下：

{ $firstN: { n: <expression>, input: <expression> } }
字段
说明
n
解析为正整数的表达式。整数指定 $firstN 返回的数组元素个数。
input
解析为数组的表达式，从中返回 n 元素。

行为

  • $firstN 会按照它们在输入数组中出现的相同顺序返回元素。

  • $firstN 不过滤输入数组中的 null 值。

  • 不能指定小于 1 的 n 值。

  • 如果指定的 n 大于或等于 input 数组中的元素数，$firstN 会返回 input 数组。

  • 如果 input 解析为非数组值，则聚合操作将出错。

例子

集合 games 包含以下文档：

db.games.insertMany([
    { "playerId" : 1, "score" : [ 1, 2, 3 ] },
    { "playerId" : 2, "score" : [ 12, 90, 7, 89, 8 ] },
    { "playerId" : 3, "score" : [ null ] },
    { "playerId" : 4, "score" : [ ] },
    { "playerId" : 5, "score" : [ 1293, null, 3489, 9 ]},
    { "playerId" : 6, "score" : [ "12.1", 2, NumberLong("2090845886852"), 23 ]}
])

以下示例使用 $firstN 操作符检索每位玩家的前三个分数。分数将在由 $addFields 创建的新字段 firstScores 中返回。

db.games.aggregate([
   { $addFields: { firstScores: { $firstN: { n: 3, input: "$score" } } } }
])

操作返回以下结果：

[{
  "playerId": 1,
  "score": [ 1, 2, 3 ],
  "firstScores": [ 1, 2, 3 ]
},
{
  "playerId": 2,
  "score": [ 12, 90, 7, 89, 8 ],
  "firstScores": [ 12, 90, 7 ]
},
{
  "playerId": 3,
  "score": [ null ],
  "firstScores": [ null ]
},
{
  "playerId": 4,
  "score": [ ],
  "firstScores": [ ]
},
{
  "playerId": 5,
  "score": [ 1293, null, 3489, 9 ],
  "firstScores": [ 1293, null, 3489 ]
},
{
  "playerId": 6,
  "score": [ "12.1", 2, NumberLong("2090845886852"), 23 ],
  "firstScores": [ "12.1", 2, NumberLong("2090845886852") ]
 }]

提示

另请参阅：

← $first（聚合累加器）
$first（数组操作符） →

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