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$topN（聚合累加器）

本页内容

  • 定义
  • 语法
  • 行为
  • 限制
  • 示例

定义

$topN

新版本5.2.

返回一个包含指定排序顺序的前 n 个元素的聚合，如果组中包含的元素少于 n 个，则 $topN 返回组中的所有元素。

语法

{
   $topN:
      {
         n: <expression>,
         sortBy: { <field1>: <sort order>, <field2>: <sort order> ... },
         output: <expression>
      }
}

  • n 限制了每组的结果数量，必须是一个正整数表达式，可以是常量或依赖于 _id 值。$group.

  • sortBy指定了结果排序的顺序，语法类似于$sort。

  • output 代表组中每个元素的输出，可以是任何表达式。

行为

空值和缺失值

  • $topN 不过滤空值。

  • $topN 将缺失值转换为空值，这些空值在输出中保留。

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",
         playerId:
            {
               $topN:
                  {
                     output: [ "$playerId", "$score" ],
                     sortBy: { "score": 1 },
                     n: 3
                  }
            }
      }
   }
] )

在这个例子中

  • $documents 创建包含玩家得分的字面文档。

  • $group 按照文档中的 gameId 进行分组。本例中只有一个 gameId，即 G1。

  • PlayerD 缺少分数，而 PlayerE 的分数为空。这两个值都被视为空值。

  • 字段 playerId 和 score 被指定为 output : ["$playerId", "$score"] 并作为数组值返回。

  • 由于 sortBy: { "score": 1 }，null 值被排序到返回的 playerId 数组的开头。

[
   {
      _id: 'G1',
      playerId: [ [ 'PlayerD', null ], [ 'PlayerE', null ], [ 'PlayerA', 1 ] ]
   }
]

BSON 数据类型排序顺序

在排序不同类型时，使用 BSON 数据类型 的顺序来确定排序顺序。例如，考虑一个由字符串和数字组成的值的集合。

  • 在升序排序中，字符串值排在数字值之后。

  • 在降序排序中，字符串值排在数字值之前。

db.aggregate( [
   {
      $documents: [
         { playerId: "PlayerA", gameId: "G1", score: 1 },
         { playerId: "PlayerB", gameId: "G1", score: "2" },
         { playerId: "PlayerC", gameId: "G1", score: "" }
      ]
   },
   {
      $group:
         {
            _id: "$gameId",
            playerId: {
               $topN:
               {
                  output: ["$playerId","$score"],
                  sortBy: {"score": -1},
                  n: 3
               }
            }
         }
   }
] )

在这个例子中

  • PlayerA 的得分是一个整数。

  • PlayerB 的得分是一个字符串 "2"。

  • PlayerC 的得分是一个空字符串。

由于排序是降序的 { "score": -1 }，字符串字面量值被排序在 PlayerA 的数值得分之前。

[
   {
      _id: "G1",
      playerId: [ [ "PlayerB", "2" ], [ "PlayerC", "" ], [ "PlayerA", 1 ] ]
   }
]

限制

窗口函数和聚合表达式支持

$topN 不是一个聚合表达式。

$topN 可以作为窗口操作符使用。

内存限制考虑

在 $topN 聚合管道中的分组受到100 MB 管道限制。如果单个分组的限制被超出，聚合将因为错误而失败。

示例

考虑一个包含以下文档的 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 }
])

查找三个最高 分数

您可以使用 $topN 累加器来查找单场比赛中得分最高的玩家。

db.gamescores.aggregate( [
   {
      $match : { gameId : "G1" }
   },
   {
      $group:
         {
            _id: "$gameId",
            playerId:
               {
                  $topN:
                  {
                     output: ["$playerId", "$score"],
                     sortBy: { "score": -1 },
                     n:3
                  }
               }
         }
   }
] )

示例管道

  • 使用 $match 来根据单个 gameId 过滤结果。在本例中，G1。

  • 使用 $group 来根据 gameId 对结果进行分组。在本例中，G1。

  • 使用按 { "score": -1 } 排序来按降序排序结果。

  • 使用 output : ["$playerId"," $score"] 指定从 $topN 输出的字段。

  • 使用 $topN 返回 G1 游戏中得分最高的前三个文档，其中 n : 3。

操作返回以下结果

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

此查询的 SQL 等价物是

SELECT T3.GAMEID,T3.PLAYERID,T3.SCORE
FROM GAMESCORES AS GS
JOIN (SELECT TOP 3
         GAMEID,PLAYERID,SCORE
         FROM GAMESCORES
         WHERE GAMEID = 'G1'
         ORDER BY SCORE DESC) AS T3
            ON GS.GAMEID = T3.GAMEID
GROUP BY T3.GAMEID,T3.PLAYERID,T3.SCORE
   ORDER BY T3.SCORE DESC

跨多个游戏查找三个最高分数文档

您可以使用 $topN 累加器来查找每个游戏中的得分最高玩家。

db.gamescores.aggregate( [
      {
         $group:
         { _id: "$gameId", playerId:
            {
               $topN:
                  {
                     output: [ "$playerId","$score" ],
                     sortBy: { "score": -1 },
                     n: 3
                  }
            }
         }
      }
] )

示例管道

  • 使用 $group 来根据 gameId 对结果进行分组。

  • 使用 output : ["$playerId", "$score"] 指定从 $topN 输出的字段。

  • 使用按 { "score": -1 } 排序来按降序排序结果。

  • 使用 $topN 返回每个游戏中得分最高的前三个文档，其中 n: 3。

操作返回以下结果

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

此查询的 SQL 等价物是

SELECT PLAYERID,GAMEID,SCORE
FROM(
   SELECT ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY GAMEID ORDER BY SCORE DESC) AS GAMERANK,
   GAMEID,PLAYERID,SCORE
   FROM GAMESCORES
) AS T
WHERE GAMERANK <= 3
ORDER BY GAMEID

基于组键计算 n，适用于 $group

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

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

示例管道

  • 使用 $group 来根据 gameId 对结果进行分组。

  • 指定 $topN 输出的字段，其中 output : "$score"。

  • 如果 gameId 是 G2，则 n 为 1，否则 n 为 3。

  • 使用按 { "score": -1 } 排序来按降序排序结果。

操作返回以下结果

[
   { _id: { gameId: 'G1' }, gamescores: [ 99, 33, 31 ] },
   { _id: { gameId: 'G2' }, gamescores: [ 80 ] }
]

返回

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下一步

转换为字符串