MongoDB：使用数学运算符搜索文本字段

Question

我在 MongoDB 中有如下文档 -

[
{
    "_id": "17tegruebfjt73efdci342132",
    "name": "Test User1",
    "obj":  "health=8,type=warrior",
},
{
    "_id": "wefewfefh32j3h42kvci342132",
    "name": "Test User2",
    "obj":  "health=6,type=magician",
}
.
.
]

我想运行一个查询说health>6，它应该返回"Test User1" 条目。 obj 键被索引为文本字段，因此我可以使用 {$text:{$search:"health=8"}} 来获得完全匹配，但我正在尝试将数学运算符合并到搜索中。

我知道$gt 和$lt 运算符，但是在这种情况下不能使用它，因为health 不是文档的键。最简单的方法是确定将health 设为文档的键，但由于某些限制，我无法更改文档结构。

有没有办法做到这一点？我知道 mongo 支持运行 javascript 代码，不确定在这种情况下是否有帮助。

Answer 1

我认为在$text 搜索索引中不可能，但您可以使用聚合查询将对象条件转换为对象数组，

• $split 将 obj 拆分为 "," 会返回一个数组
• $map循环上述拆分结果数组
• $split 用“=”分割当前条件，它会返回一个数组
• $let 声明变量cond 存储上述分割结果的结果
• $first 返回上述拆分结果中的第一个元素 k 作为条件键
• $last 将上述拆分结果中的最后一个元素返回到v 作为条件值
• 现在我们已经准备好了一个字符串条件对象数组：

  "objTransform": [
    { "k": "health", "v": "9" },
    { "k": "type", "v": "warrior" }
  ]

• $match 使用 $elemMatch 在同一对象中匹配键和值的条件
• $unset 删除变换数组 objTransform，因为它不需要

db.collection.aggregate([
  {
    $addFields: {
      objTransform: {
        $map: {
          input: { $split: ["$obj", ","] },
          in: {
            $let: {
              vars: {
                cond: { $split: ["$$this", "="] }
              },
              in: {
                k: { $first: "$$cond" },
                v: { $last: "$$cond" }
              }
            }
          }
        }
      }
    }
  },
  {
    $match: {
      objTransform: {
        $elemMatch: {
          k: "health",
          v: { $gt: "8" }
        }
      }
    }
  },
  { $unset: "objTransform" }
])

Playground

---

上述聚合查询的第二个升级版本，如果可以在您的客户端管理，则在条件转换中做更少的操作，

• $split 将 obj 拆分为 "," 会返回一个数组
• $map对上述拆分结果数组进行循环迭代
• $split 用“=”分割当前条件，它会返回一个数组
• 现在我们已经准备好一个嵌套的字符串条件数组：

  "objTransform": [
    ["type", "warrior"],
    ["health", "9"]
  ]

• $match 使用 $elemMatch 匹配数组元素中键和值的条件，“0”匹配数组的第一个位置，“1”匹配数组的第二个位置
• $unset 删除变换数组 objTransform，因为它不需要

db.collection.aggregate([
  {
    $addFields: {
      objTransform: {
        $map: {
          input: { $split: ["$obj", ","] },
          in: { $split: ["$$this", "="] }
        }
      }
    }
  },
  {
    $match: {
      objTransform: {
        $elemMatch: {
          "0": "health",
          "1": { $gt: "8" }
        }
      }
    }
  },
  { $unset: "objTransform" }
])

Playground

Answer 2

使用 JavaScript 是做你想做的事的一种方式。下面是一个find，它使用obj 上的索引，通过查找具有health= 文本后跟一个整数的文档（如果需要，可以在正则表达式中使用^ 锚定它）。

然后，它使用 JavaScript 函数解析出实际整数，然后将您的方式通过health= 部分，执行parseInt 以获取 int，然后是您在问题中提到的比较运算符/值。

db.collection.find({
    // use the index on obj to potentially speed up the query
    "obj":/health=\d+/,
    // now apply a function to narrow down and do the math
    $where: function() {
        var i = this.obj.indexOf("health=") + 7;
        var s = this.obj.substring(i);
        var m = s.match(/\d+/);
        
        if (m)
            return parseInt(m[0]) > 6;       
        return false;
    }
})

您当然可以根据自己的喜好对其进行调整以使用其他运算符。

注意：我正在使用 MongoDB 可能不支持的 JavaScript 正则表达式功能。我使用 支持的 Mongo-Shell r4.2.6。如果是这种情况，在 JavaScript 中，您将不得不以不同的方式提取整数。

我提供了一个Mongo Playground 来尝试一下，如果你想调整它，但你会得到

Invalid query:

Line 3: Javascript regex are not supported. Use "$regex" instead

直到您更改它以解决上述正则表达式问题。不过，如果您使用的是最新最好的，这不应该是一个限制。

性能

免责声明：此分析不严谨。

我使用 MongoDB Compass 中的 Explain Plan 对一个小集合（一个更大的集合可能导致不同的结果）运行了两个查询。第一个查询是上面的那个；第二个是相同的查询，但删除了 obj 过滤器。

和

如您所见，计划有所不同。第一个查询检查的文档数较少，第一个查询使用索引。

执行时间没有意义，因为集合很小。结果似乎与documentation 一致，但文档本身似乎有点不一致。这里摘录两段

使用 $where 运算符将包含 JavaScript 表达式的字符串或完整的 JavaScript 函数传递给查询系统。 $where 提供了更大的灵活性，但要求数据库为集合中的 每个 文档处理 JavaScript 表达式或函数。

和

使用普通的非$where 查询语句具有以下性能优势：

• MongoDB 将在$where 语句之前评估非$where 查询组件。如果非$where 语句不匹配任何文档，MongoDB 将不会使用$where 执行任何查询评估。
• 非$where 查询语句可以使用索引。

我不完全确定该怎么做，TBH。作为通用解决方案，它可能很有用，因为您似乎可以生成可以处理所有运算符的查询。