Node.js - MongoDB 連接：掌握數據聚合

你好啊，未來的編程超新星！? 擁抱我們進入Node.js和MongoDB連接的刺激旅程。我很興奮能成為你的導遊，和我們一起探索這個引人入勝的主題。作為一個教了多年計算機科學的人，我可以向你保證，儘管這可能一開始看起來有些令人生畏，但我們會把它分解成即使是完全的初學者也能理解的小部分。所以，拿起你喜歡的飲料，放鬆一下，讓我們一起潛入水中！

Node.js - MongoDB Join

了解基礎：什麼是連接？

在我們深入MongoDB連接的細節之前，讓我們花點時間了解一下“連接”到底是什麼。想像你正在組織一個大型派對（因為誰不喜歡一個好的派對呢？）。你有兩個名單：

一個包含賓客和他們喜歡的顏色的名單
一個包含派對禮物和它們的顏色的名單

現在，你想要為每個賓客配對一個與他們喜歡的顏色相匹配的派對禮物。這在數據庫術語中基本上就是連接的作用——它基於兩個或多個集合之間的相關字段結合數據。

MongoDB 和連接：特殊的關係

現在，我們來看看事情變得有趣的地方。MongoDB作為一個NoSQL數據庫，沒有像傳統SQL數據庫那樣內置的“JOIN”操作。但別擔心！MongoDB有自己的超能力，其中之一就是$aggregate()函數。

The `$aggregate()` 函數：你的新最佳朋友

MongoDB中的$aggregate()函數就像一把瑞士軍刀，用於數據操作。它允許我們以強大的方式處理和轉化數據，包括執行類似連接的操作。

如何使用`$aggregate()`

$aggregate()函數通過將文檔通過一系列的階段管道來工作。每個階段在文檔通過時轉化文檔。這就像一家工廠的傳送帶，每個站點都為產品添加或修改一些內容。

這裡有一些我們將會使用的常見$aggregate()階段的表格：

階段	描述
$match	過濾文檔，只傳遞那些符合指定條件的文檔
$project	重塑文檔，包括、排除或計算新的字段
$lookup	對另一個集合進行左外連接
$unwind	對輸入文檔中的數組字段進行解構
$group	按指定表達式分組文檔

我們來編程：一個實際的例子

現在我們已經了解了理論，讓我們動手寫一些真正的代碼。我們將創造一個簡單的情景，我們有兩個集合：students和courses。

步驟 1：設置我們的環境

首先，讓我們設置Node.js環境並連接到MongoDB：

const MongoClient = require('mongodb').MongoClient;
const url = "mongodb://localhost:27017/";

MongoClient.connect(url, function(err, db) {
if (err) throw err;
const dbo = db.db("school");

// 我們的聚合代碼將放在這裡

db.close();
});

在這段代碼中，我們正在連接到名為"school"的MongoDB數據庫。別擔心如果你不理解每一行——關鍵的是我們正在設置數據庫的連接。

步驟 2：創建我們的集合

讓我們用一些樣本數據填充我們的數據庫：

// 學生集合
dbo.collection("students").insertMany([
{ _id: 1, name: "Alice", course_id: 101 },
{ _id: 2, name: "Bob", course_id: 102 },
{ _id: 3, name: "Charlie", course_id: 101 }
], function(err, res) {
if (err) throw err;
console.log("Students inserted");
});

// 課程集合
dbo.collection("courses").insertMany([
{ _id: 101, name: "Web Development", instructor: "Mr. Smith" },
{ _id: 102, name: "Database Design", instructor: "Mrs. Jones" }
], function(err, res) {
if (err) throw err;
console.log("Courses inserted");
});

在這裡，我們創建了兩個集合：students和courses。每個學生都有一個course_id，它對應於課程的_id。

步驟 3：執行連接

現在，讓我們使用$aggregate()函數來連接這些集合：

dbo.collection("students").aggregate([
{
$lookup:
{
from: "courses",
localField: "course_id",
foreignField: "_id",
as: "course_info"
}
},
{
$unwind: "$course_info"
},
{
$project: {
_id: 1,
name: 1,
course_name: "$course_info.name",
instructor: "$course_info.instructor"
}
}
]).toArray(function(err, result) {
if (err) throw err;
console.log(JSON.stringify(result, null, 2));
db.close();
});

讓我們一步步分解這個過程：

我們從students集合開始。
$lookup階段將courses集合與students集合進行左外連接，將students中的course_id與courses中的_id匹配。
$unwind階段展開從$lookup得到的結果數組。
$project階段重塑我們的輸出，選擇我們想要包括的字段。

結果將會類似於這樣：

[
{
"_id": 1,
"name": "Alice",
"course_name": "Web Development",
"instructor": "Mr. Smith"
},
{
"_id": 2,
"name": "Bob",
"course_name": "Database Design",
"instructor": "Mrs. Jones"
},
{
"_id": 3,
"name": "Charlie",
"course_name": "Web Development",
"instructor": "Mr. Smith"
}
]

Voila！我們成功地連接了我們的students和courses集合，給我們提供了每個學生的課程信息。