概述
在MongoDB的模式中，我們經常將一些數據存儲到數組類型中，即我們常見的嵌套模式設計的一種實現方式。數組的這種設計實現方式在關系數據庫中是沒有或者說不常見的。所以，通過本文我們來梳理一下MongoDB的數組的相關操作。關於數組的操作可以分成兩類，一類是數組操作符，另一個是數組運算修飾符。
數組操作符
| 操作符 | 實現功能 |
| $ | 根據查詢選擇器定位要更新的文檔 |
| $push | 添加值到數組中 |
| $pushAll | 添加數組到一個數組中。（將被$rach取代） |
| $addToSet | 添加值到數組中，重復了也不處理 |
| $pop | 從數組中刪除第一個或者最后一個值。 |
| $pull | 從數組中刪除匹配查詢條件的值。 |
| $pullAll | 從數組中刪除多個值。 |
數組運算修飾符
| 修飾符 | 實現功能 |
| $each | 與$push和$addToSet一起使用來操作多個值。 |
| $slice | 與$push和$each一起使用來縮小更新后數組的大小。 |
| $sort | 與$push、$each、$slice一起來排序數組中的子文檔。 |
1.$push操作符
1.1 語法及功能描述
$push 主要用來向數組中添加元素。
語法：
{ $push: { <field1>: <value1>, ... } }
默認情況下，它會在數組尾部添加一個單獨的元素。
1.2 操作案例
假如我們有一個學生成績的集合studentscore，其文檔格式如下：
{ "_id" : 1, "name" : "xiaoming", "score" : [ { "math" : 99, "english" : 89 } ] }
{ "_id" : 2, "name" : "xiaohong", "score" : [ { "math" : 98, "english" : 96 } ] }
其中的需求為，更新_id 為1的文檔記錄，在分數數組的字段上，添加 物理學的成績，修改代碼為
db.studentscore.update({_id:1},{$push: {score:{"physics":100}}})
修改后，結果查詢如下：
{ "_id" : 1, "name" : "xiaoming", "score" : [ { "math" : 99, "english" : 89 }, { "physics" : 100 } ] }
{ "_id" : 2, "name" : "xiaohong", "score" : [ { "math" : 98, "english" : 96 } ] }
1.3 結合$each修飾符，批量插入
如果一次將多個值添加到數組中，可結合 數組修改符 $each 一起使用。
例如，我們將小紅的（_id =2）的物理成績、化學成績、生物成績一起添加到文檔中。執行的語句如下：
db.studentscore.update({ _id: 2 }, { $push: { score: { $each: [{ "physics": 100 }, { "chemistry": 90 }, { "biology": 99 }] } } } )
查詢的結果如下：
{ "_id" : 1, "name" : "xiaoming", "score" : [ { "math" : 99, "english" : 89 }, { "physics" : 100 } ] }
{ "_id" : 2, "name" : "xiaohong", "score" : [ { "math" : 98, "english" : 96 }, { "physics" : 100 }, { "chemistry" : 90 }, { "biology" : 99 } ] }
1.4 數組修飾符 $sort 和 $slice的使用
前面講了$each 數組運算修飾符，那我們再舉一個例子，將剩余的兩個修飾符一起講解了好了（$sort 和 $slice）
例如，我們有文檔記錄如下：
{ "_id" : 5, "quizzes" : [ { "wk": 1, "score" : 10 }, { "wk": 2, "score" : 8 }, { "wk": 3, "score" : 5 }, { "wk": 4, "score" : 6 } ] }
現在我們，有個需求，就是 首先向文檔的quizzes數組字段，追加三個記錄，然后，我們再按照score排序，選取數組中的前三個元素。
db.students.update( { _id: 5 }, { $push: { quizzes: { $each: [ { wk: 5, score: 8 }, { wk: 6, score: 7 }, { wk: 7, score: 6 } ], $sort: { score: -1 }, $slice: 3 } } } )
更新后的結果顯示如下：
{ "_id" : 5, "quizzes" : [ { "wk" : 1, "score" : 10 }, { "wk" : 2, "score" : 8 }, { "wk" : 5, "score" : 8 } ] }
$slice操作修飾符是在MongoDB 2.4 里添加的，其目的是方便管理經常更新的數組。當向數組添加值但是不想數組太大的時候，這個操作符非常有用。它必須與$push、$each操作符一起使用，允許用來剪短數組的大小、刪除舊的值。
與$slice操作修飾符很像，MongoDB 2.4 新增了$sort操作修飾符，幫助更新數組。當使用$push和$slice時，有時候要先排序再刪除它們。
2. $pop 操作符
2.1 語法及功能描述
$pop操作符可以實現從數組中刪除第一個或者是最好一個元素。
{ $pop: { <field>: <-1 | 1>, ... } }
參數為-1 ，代表要刪除數組中的第一個元素；參數為1 ，代表要刪除數組中的最后一個元素。
2.2 操作案例
例如集合students 中有以下文檔：
{ _id: 1, scores: [ 8, 9, 10 ] }
我們的需求是要把數組中的第一個元素（成績為8）移除，SQL 語句如下：
db.students.update( { _id: 1 }, { $pop: { scores: -1 } } )
更新后，文檔如下
{ _id: 1, scores: [ 9, 10 ] }
繼續演示，如果在現有的基礎上，我們需要進一步把數組的最后一個元素移除（成績為10），更新的sQL如下：
db.students.update( { _id: 1 }, { $pop: { scores: 1 } } )
查詢結果 如下：
{ _id: 1, scores: [ 9 ] }
3. $pull操作符
3.1 語法及功能描述
$pull是$pop的復雜形式。使用$pull,可以通過值精確指定要刪除的元素。
語法格式
{ $pull: { <field1>: <value|condition>, <field2>: <value|condition>, ... } }
3.2 操作案例
3.2.1 移除數組中等於指定值的元素
測試文檔如下：
{ _id: 1, fruits: [ "apples", "pears", "oranges", "grapes", "bananas" ], vegetables: [ "carrots", "celery", "squash", "carrots" ] } { _id: 2, fruits: [ "plums", "kiwis", "oranges", "bananas", "apples" ], vegetables: [ "broccoli", "zucchini", "carrots", "onions" ] }
操作要求是將 數組字段fruits中的"apples" and "oranges" 移除，還要將vegetables數組字段中的"carrots" 移除，其更新語句如下：
db.stores.update( { }, { $pull: { fruits: { $in: [ "apples", "oranges" ] }, vegetables: "carrots" } }, { multi: true } )
更新后的結果如下：
{ "_id" : 1, "fruits" : [ "pears", "grapes", "bananas" ], "vegetables" : [ "celery", "squash" ] } { "_id" : 2, "fruits" : [ "plums", "kiwis", "bananas" ], "vegetables" : [ "broccoli", "zucchini", "onions" ] }
此時，集合文檔中，fruit的數組字段 沒有apples也沒有oranges，vegetables數組字段也沒有了carrots。
3.2.2 移除數組中滿足指定條件的元素
假如我們有一個 profiles 的集合，其文檔格式如下：
{ _id: 1, votes: [ 3, 5, 6, 7, 7, 8 ] }
我們要把votes大於等於6的元素移除，其語句如下：
db.profiles.update( { _id: 1 }, { $pull: { votes: { $gte: 6 } } } )
更新后的結果如下：
{ _id: 1, votes: [ 3, 5 ] }
3.2.3 移除數組中內嵌子文檔（即此時數組元素是子文檔，每一個{}中的內容是一個數組元素）
假設我們有一個關於 調查的集合 survey，其數據如下：
{ _id: 1, results: [ { item: "A", score: 5 }, { item: "B", score: 8, comment: "Strongly agree" } ] } { _id: 2, results: [ { item: "C", score: 8, comment: "Strongly agree" }, { item: "B", score: 4 } ] }
需求是將 score 為 8 並且 item 為 "B"的元素移除
db.survey.update( { }, { $pull: { results: { score: 8 , item: "B" } } }, { multi: true } )
更新后的文檔如下：
{ "_id" : 1, "results" : [ { "item" : "A", "score" : 5 } ] } { "_id" : 2, "results" : [ { "item" : "C", "score" : 8, "comment" : "Strongly agree" }, { "item" : "B", "score" : 4 } ] }
3.2.4 如果數組類型的元素還內嵌一個數組（數組包數組），就要特別小心了。
此時就要用到 $elemMatch操作符。
例如 文檔格式如下：
{ _id: 1, results: [ { item: "A", score: 5, answers: [ { q: 1, a: 4 }, { q: 2, a: 6 } ] }, { item: "B", score: 8, answers: [ { q: 1, a: 8 }, { q: 2, a: 9 } ] } ] } { _id: 2, results: [ { item: "C", score: 8, answers: [ { q: 1, a: 8 }, { q: 2, a: 7 } ] }, { item: "B", score: 4, answers: [ { q: 1, a: 0 }, { q: 2, a: 8 } ] } ] }
需要將 results數組字段 移除，移除的條件是 results數組字段中的answers字段，符合 q 為 2 and a 大於等於 8。
db.survey.update( { }, { $pull: { results: { answers: { $elemMatch: { q: 2, a: { $gte: 8 } } } } } }, { multi: true } )
更新后的數據如下：
{ "_id" : 1, "results" : [ { "item" : "A", "score" : 5, "answers" : [ { "q" : 1, "a" : 4 }, { "q" : 2, "a" : 6 } ] } ] } { "_id" : 2, "results" : [ { "item" : "C", "score" : 8, "answers" : [ { "q" : 1, "a" : 8 }, { "q" : 2, "a" : 7 } ] } ] }
4.$addToSet
4.1 語法及功能描述
使用$addToSet也會往數組后面添加值，但是它比較特殊：它只會添加數組里不存在的值。
{ $addToSet: { <field1>: <value1>, ... } }
4.2 操作案例
假如有一個集合 inventory 格式如下
{ _id: 1, item: "polarizing_filter", tags: [ "electronics", "camera" ] }
我們希望向向字段 tags 數組 ，添加一個元素accessories，則更新語句如下：
db.inventory.update( { _id: 1 }, { $addToSet: { tags: "accessories" } } )
更新后的結果為
{ "_id" : 1, "item" : "polarizing_filter", "tags" : [ "electronics", "camera", "accessories" ] }
如果想批量的增加如果元素，我們可以結合 $each 操作符一起使用。
例如以下文檔
{ _id: 2, item: "cable", tags: [ "electronics", "supplies" ] }
我們想在字段 tags 數組，添加元素 "camera", "electronics", "accessories"，則更新語句如下：
db.inventory.update( { _id: 2 }, { $addToSet: { tags: { $each: [ "camera", "electronics", "accessories" ] } } } )
更新后的結果如下：
{ _id: 2, item: "cable", tags: [ "electronics", "supplies", "camera", "accessories" ] }
4.3 注意點
需要注意是，如果添加的元素是數組格式，則會將新添加的元素保留為數組（將會出現數組嵌套數組）
例如
{ _id: 1, letters: ["a", "b"] }
執行的語句如下：
db.test.update( { _id: 1 }, { $addToSet: {letters: [ "c", "d" ] } } )
查詢結構顯示為
{ _id: 1, letters: [ "a", "b", [ "c", "d" ] ] }
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