MongoDB中的加减乘除运算详解
前言
很多同学因为对MongoDB不熟悉，加之应用的不是很多，有时候会认为MongoDB数据库对一些功能不支持，或者认为支持不好。今天我们演示一下MongoDB对“加减乘除”的使用。
在MongoDB数据库中“加减乘除”运算，又称为数学表达式（mathematicalexpression；或算术表达式），主要用于操作数值。
1.$add操作符（+）
1.1语法及功能介绍
$add操作符主要用于将一组数字相加；也可以用于在指定时间上添加一定的时间间隔。时间间隔单位为milliseconds（毫秒）。
$add操作符的语法：
{$add:[
, ,...]}
这个操作符接受一个或多个表达式作为参数，将这些表达式相加。
1.2案例演示
例如我们有一个sales的集合，其中有商品类别字段、商品价格字段，商品服务费字段。
{"_id":1,"item":"abc","price":10,"fee":2,date:ISODate("2014-03-01T08:00:00Z")}
{"_id":2,"item":"jkl","price":20,"fee":1,date:ISODate("2014-03-01T09:00:00Z")}
{"_id":3,"item":"xyz","price":5,"fee":0,date:ISODate("2014-03-15T09:00:00Z")}
如果有个需求，要统计商品的总费用（price+fee），那么其统计SQL如下：
db.sales.aggregate(
[
{$project:{item:1,total:{$add:["$price","$fee"]}}}
]
)
结果显示如下：
{"_id":1,"item":"abc","total":12}
{"_id":2,"item":"jkl","total":21}
{"_id":3,"item":"xyz","total":5}
现在我们来看下在时间上的$add运算，例如，在上面的集合中，我们想看看商品的有效日期，假如商品的有效日期是在现有的date字段数据+3天（注意时间参数的单位为毫秒）。
有效日期命名为expire_date，则相应的SQL如下：
db.sales.aggregate(
[
{$project:{item:1,expire_date:{$add:["$date",3*24*60*60*1000]}}}
]
)
结果显示为：
{"_id":1,"item":"abc","expire_date":ISODate("2014-03-04T08:00:00Z")}
{"_id":2,"item":"jkl","expire_date":ISODate("2014-03-04T09:00:00Z")}
{"_id":3,"item":"xyz","expire_date":ISODate("2014-03-18T09:00:00Z")}
注：此案例中有关时间的这种运算，在SQLServer数据库中是通过函数DATEADD(）来实现的。
2.$subtract操作符（－）
2.1语法及功能介绍
$subtract操作符是$add的逆运算，它可以计算两个数值的差值；可以计算2个日期时间的间隔；还可以在指定日期上减去指定的时间间隔。关于时间的计算，参数的单位都是milliseconds（毫秒）。
$subtract操作符的语法
{$subtract:[
, ]}
接受两个表达式作为参数，用第一个表达式减去第二个表达式作为结果。
2.2案例演示
将案例1的集合sales清空，插入以下数据
{"_id":1,"item":"abc","price":10,"fee":2,"discount":5,"date":ISODate("2014-03-01T08:00:00Z")}
{"_id":2,"item":"jkl","price":20,"fee":1,"discount":2,"date":ISODate("2014-03-01T09:00:00Z")}
新的数据，添加了商品打折的字段。如果此时统计商品的总费用，则需要商品价格字段+服务费用字段-打折字段
SQL语句如下
db.sales.aggregate([{$project:{item:1,total:{$subtract:[{$add:["$price","$fee"]},"$discount"]}}}])
统计结果显示如下
{"_id":1,"item":"abc","total":7}
{"_id":2,"item":"jkl","total":19}
关于时间的减法运算有2个场景
场景1：计算两个日期的时间间隔（统计单位为毫秒）
例如，我们计算sales中商品已生成存在的时间（现在的时间-集合中date字段）
db.sales.aggregate([{$project:{item:1,dateDifference:{$subtract:[newDate(),"$date"]}}}])
结果显示为
{"_id":1,"item":"abc","dateDifference":NumberLong("154747094624")}
{"_id":2,"item":"jkl","dateDifference":NumberLong("154743494624")}
注：此案例中关于时间的这种运算，在SQLServer数据库中是通过函数DATEDiff(）来实现的。
场景2：指定日期上减去一定的时间间隔
假如sales集合中的商品一般是规定提前3个小时package的(date字段--3个小时)，那么我们来计算出这个package_date
实现SQL的语句如下
db.sales.aggregate([{$project:{item:1,dateDifference:{$subtract:["$date",3*60*60*1000]}}}])
结果显示如下
{"_id":1,"item":"abc","dateDifference":ISODate("2014-03-01T05:00:00Z")}
{"_id":2,"item":"jkl","dateDifference":ISODate("2014-03-01T06:00:00Z")}
注：此案例中关于时间的这种运算，在SQLServer数据库中是通过函数DATEADD(）来实现的。
3.$multiply操作符（*）
3.1语法及功能介绍
$multiply操作符主要用来一组数值相乘。
$multiplyt操作符的语法
{$multiply:[
, ,...]}
接受一个或多个表达式，并将它们相乘。
3.2案例演示
将案例2的集合sales清空，插入以下数据
{"_id":1,"item":"abc","price":10,"quantity":2,date:ISODate("2014-03-01T08:00:00Z")}
{"_id":2,"item":"jkl","price":20,"quantity":1,date:ISODate("2014-03-01T09:00:00Z")}
{"_id":3,"item":"xyz","price":5,"quantity":10,date:ISODate("2014-03-15T09:00:00Z")}
在这个商品销售集合中，有商品的价格字段，还有商品数量字段，我们需要统计出，每个商品的总额（商品价格*商品数据量）
统计的SQL语句：
db.sales.aggregate(
[
{$project:{item:1,total_price:{$multiply:["$price","$quantity"]}}}
]
)
结果显示如下:
{"_id":1,"item":"abc","total_price":20}
{"_id":2,"item":"jkl","total_price":20}
{"_id":3,"item":"xyz","total_price":50}
4.$divide操作符（/）
4.1语法及功能介绍
$divide操作符主要用来2个数字相除。
$divide操作符的语法为：
{$divide:[
, ]}
接受两个表达式，将第一个表达式除以第二个表达式的商作为结果。
4.2案例演示
例如我们有一个关于项目计划的集合planning，在这个集合中有关于耗时的字段hours，数据格式如下。
{"_id":1,"name":"A","hours":80,"resources":7},
{"_id":2,"name":"B","hours":40,"resources":4}
上面的数据是安照工时统计的，如果我们安照工作日统计（工时/8）,其SQL语句如下：
db.planning.aggregate(
[
{$project:{name:1,workdays:{$divide:["$hours",8]}}}
]
)
结果显示如下：
{"_id":1,"name":"A","workdays":10}
{"_id":2,"name":"B","workdays":5}
5求余运算（$mod）
讲到除法运算，自然就会想到求余的运算（%），下面我们简单介绍以下求余运算符$mod。
5.1语法及功能介绍
语法：
{$mod:[
, ]}
接受两个表达式，将第一个表达式除以第二个表达式得到的余数作为结果。
5.2案例演示
还是上面的关于任务计划的集合，上面有工时字段，还有任务字段，数据格式如下：
{"_id":1,"project":"A","hours":80,"tasks":7}
{"_id":2,"project":"B","hours":40,"tasks":4}
我们统计每个任务平均后，剩余的时间，SQL语句如下：
db.planning.aggregate(
[
{$project:{remainder:{$mod:["$hours","$tasks"]}}}
]
)
结果显示如下：
{"_id":1,"remainder":3}
{"_id":2,"remainder":0}
6.案例分析
在文章的最后一节，我们用一个例子，巩固一下上面的学习，同时引入另外一个知识点----逻辑表达式。
6.1案例探究
假如有个大学教授想通过某种比较复杂的计算为他的学生打分：出勤率占10%，日常测验成绩占30%，期末考试成绩占60%，但如果是老师宠爱的学生，那么分数就是100.
关于学生students集合的数据格式如下
{"_id":1,"sno":201501010001,"name":"xiaoming","attendanceAvg":90,"quizzAvg":95,"testAvg":98,"teacherPet":true}
{"_id":2,"sno":201501010002,"name":"xiaoli","attendanceAvg":100,"quizzAvg":90,"testAvg":90,"teacherPet":false}
{"_id":3,"sno":201501010003,"name":"xiaohong","attendanceAvg":100,"quizzAvg":80,"testAvg":100,"teacherPet":false}
满足此教授老师需求的查询SQL语句如下：
db.students.aggregate(
[
{
$project:
{
"sno":1,"name":1,
grade:
{
$cond:["$teacherPet",100,{
"$add":
[
{"$multiply":["$attendanceAvg",.1]},
{"$multiply":["$quizzAvg",.3]},
{"$multiply":["$testAvg",.6]}
]
}]
}
}
}
]
)
查询的结果如下
{"_id":1,"sno":201501010001,"name":"xiaoming","grade":100}
{"_id":2,"sno":201501010002,"name":"xiaoli","grade":91}
{"_id":3,"sno":201501010003,"name":"xiaohong","grade":94}
在本例中我们不仅用到了数学表达式$add,$$multiply，还用到了逻辑表达式$cond（if老师宠爱的学生就100，否则计算分数...）。下面，我们粗略讲解一下关于MongoDB的逻辑表达式。
6.2常用逻辑表达式
类别
操作符
语法
功能用途
$and
{$and:[
如果所有表达式的值为true，那就返回true，否则返回false。
$or
{$or:[
只要有任意表达式的值为true，那就返回true，否则返回false。
$not
{$not:[
对expression取反。
$cond
{$cond:{if:
如果boolean-expression为的值是true，那就返回true-case，否则返回false-case。
$ifNull
{ $ifNull: [
如果expression是null，那就返回replacement-expression-if-null，否则返回expression。
$cmp
{ $cmp: [
比较expression1和expression2，如果相等，返回0；如果前者大于后者，返回一个正数1；如果前者小于后者。返回一个负数-1。
$strcasecmp
{ $strcasecmp: [
$cmp的细化。用来比较expression1和expression2；区分大小写，主要针对ASCIIcharacters。如果相等，返回0；如果前者大于后者，返回一个正数1；如果前者小于后者。返回一个负数-1。
$eq/$ne/$gt/$gte/$lt/$lte
$eq/$ne/$gt/$gte/$lt/$lte:[
对expression1和expression2执行相应的比较操作，返回比较的结构（true或false）。
通过这些操作符，就可以在聚合中使用更复杂的逻辑。
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对毛票票的支持。