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聚合管道操作符

$stdDevPop（聚合）

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  • 举例

定义

$stdDevPop

5.0 版本中的更改。

计算输入值的总体标准偏差。 如果这些值包含要表示的整个数据总体并且不希望对更大的总体进行概括，则使用。 $stdDevPop忽略非数值。

如果这些值仅表示要概括总体的数据总体中的一个样本，请改用 $stdDevSamp 。

$stdDevPop 可在以下阶段使用：

语法

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

{ $stdDevPop: <expression> }

在其他受支持的阶段中使用时，$stdDevPop 具有两种语法之一：

  • $stdDevPop 有一个指定的表达式作为其操作数：

    { $stdDevPop: <expression> }

  • $stdDevPop 有一个指定表达式组成的列表作为其操作数：

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

$stdDevPop 的参数可以是任何表达式，只要其解析为数组即可。

有关表达式的更多信息，请参阅表达式。

行为

非数值

$stdDevPop忽略非数值。 如果$stdDevPop的所有操作数均为非数字，则$stdDevPop返回null 。

单值

如果样本由单个数值组成，$stdDevPop 将返回 0。

数组操作数

在$group和$setWindowFields阶段，如果表达式解析为数组， $stdDevPop会将操作数视为非数字值，对计算没有影响。

在其他支持的阶段：

  • 使用单个表达式作为其操作数，如果该表达式解析为数组，则 $stdDevPop 会遍历数组，对数组的数字元素进行操作以返回单个值。

  • 使用表达式列表作为其操作数，如果任何表达式解析为数组，$stdDevPop 不会遍历数组，而是将该数组视为非数字值。

窗口值

$setWindowFields阶段窗口中具有值的行为：

  • 忽略窗口中的非数字值、 null值和缺失字段。

  • 如果窗口为空，则返回null 。

  • 如果窗口包含NaN值，则返回null 。

  • 如果窗口包含Infinity值，则返回null 。

  • 如果前面的点都不适用，则返回double值。

举例

在$group 阶段使用

使用以下文档创建名为 users 的集合：

db.users.insertMany( [
   { _id : 1, name : "dave123", quiz : 1, score : 85 },
   { _id : 2, name : "dave2", quiz : 1, score : 90 },
   { _id : 3, name : "ahn", quiz : 1, score : 71 },
   { _id : 4, name : "li", quiz : 2, score : 96 },
   { _id : 5, name : "annT", quiz : 2, score : 77 },
   { _id : 6, name : "ty", quiz : 2, score : 82 }
] )

以下示例计算每次测验的标准差：

db.users.aggregate( [
   { $group: { _id: "$quiz", stdDev: { $stdDevPop: "$score" } } }
] )

操作返回以下结果：

{ "_id" : 2, "stdDev" : 8.04155872120988 }
{ "_id" : 1, "stdDev" : 8.04155872120988 }

在$project 阶段使用

使用以下文档创建名为quizzes的示例collection：

db.quizzes.insertMany( [
   {
      _id : 1,
      scores : [
         { name : "dave123", score : 85 },
         { name : "dave2", score : 90 },
         { name : "ahn", score : 71 }
      ]
   },
   {
      _id : 2,
      scores : [
         { name : "li", quiz : 2, score : 96 },
         { name : "annT", score : 77 },
         { name : "ty", score : 82 }
      ]
   }
] )

以下示例计算每次测验的标准差：

db.quizzes.aggregate( [
   { $project: { stdDev: { $stdDevPop: "$scores.score" } } }
] )

操作返回以下结果：

{ _id : 1, stdDev : 8.04155872120988 }
{ _id : 2, stdDev : 8.04155872120988 }

在$setWindowFields 阶段使用

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$stdDevPop $setWindowFields阶段使用quantity 来输出每个 的蛋糕销售state 的总体标准偏差：

db.cakeSales.aggregate( [
   {
      $setWindowFields: {
         partitionBy: "$state",
         sortBy: { orderDate: 1 },
         output: {
            stdDevPopQuantityForState: {
               $stdDevPop: "$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 使用在 文档 $stdDevPop窗口中运行的 将 stdDevPopQuantityForState字段设置为 总体标准偏差值。quantity

    该窗口包含介于unbounded下限和输出中current文档之间的文档。 这意味着$stdDevPop返回分区开头和当前文档之间文档的quantity总体标准差值。

在此示例输出中，CA 和 WA 的 quantity 总体标准差值显示在 stdDevPopQuantityForState 字段中：

{ _id : 4, type : "strawberry", orderDate : ISODate("2019-05-18T16:09:01Z"),
  state : "CA", price : 41, quantity : 162, stdDevPopQuantityForState : 0 }
{ _id : 0, type : "chocolate", orderDate : ISODate("2020-05-18T14:10:30Z"),
  state : "CA", price : 13, quantity : 120, stdDevPopQuantityForState : 21 }
{ _id : 2, type : "vanilla", orderDate : ISODate("2021-01-11T06:31:15Z"),
  state : "CA", price : 12, quantity : 145, stdDevPopQuantityForState : 17.249798710580816 }
{ _id : 5, type : "strawberry", orderDate : ISODate("2019-01-08T06:12:03Z"),
  state : "WA", price : 43, quantity : 134, stdDevPopQuantityForState : 0 }
{ _id : 3, type : "vanilla", orderDate : ISODate("2020-02-08T13:13:23Z"),
  state : "WA", price : 13, quantity : 104, stdDevPopQuantityForState : 15 }
{ _id : 1, type : "chocolate", orderDate : ISODate("2021-03-20T11:30:05Z"),
  state : "WA", price : 14, quantity : 140, stdDevPopQuantityForState : 15.748015748023622 }
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