MongoDB聚合运算符：$maxN

$maxN聚合运算符用于返回聚合分组中最大的n个元素，如果分组中的元素数量小于n，则返回分组的全部元素。

语法

{
   $maxN:
      {
         input: <expression>,
         n: <expression>
      }
}

参数说明：

• input：指定输入表达式，表达式用于对分组中的每个元素计算后，$maxN保留最大的n个值。
• n：用于指定每个分组中要返回的成员数量，n必须是正整数，可以是常量或者依赖于分组内的_id值。

使用

空和缺失值的处理

• $maxN会过滤掉空值和缺失值

下面的聚合返回分组中最大的n个文档：

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",
         maximumThreeScores:
            {
               $maxN:
                  {
                     input: "$score",
                     n: 4
                  }
            }
      }
   }
] )

在这个例子中：

• $document 创建了一个常量文档，包含了运动员的得分
• $group 根据gameId对文档进行分组，例子中只有一个gameId，G1
• PlayerD 的得分缺失，PlayerE的得分为空，这些值都被视为空
• $maxN和input:"$score"返回一个数组放在maximumThreeScores字段
• 尽管n=4，但因为只有3个文档有得分，$maxN只返回得分最高的3个

[
   {
   _id: 'G1',
   maximumThreeScores: [ 3, 2, 1 ]
   }
]

$maxN和$topN

$maxN和$topN这两个运算符可以得到相同的结果，通常的：

• 如果想要在没有排序的文档中取最大的前几个值，使用$maxN会更有优势。
• 如果需要保证特定的顺序，还是需要用$topN
• 如果不打算对输出值进行排序，可以使用$maxN

关于窗口功能和聚合表达式的支持

• $maxN可以被用作累加器
• $maxN也支持作为聚合表达式
• $maxN同时也支持作为窗口运算符

关于内存的限制

在聚合管道中使用$maxN时，受100M的限制，如果单个分组唱过这一限制，聚合将报错。

举例

使用下面的脚本创建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 }
])

找出一个项目中前三名的得分

下面的聚合使用$maxN找出一个项目中前三名的得分

db.gamescores.aggregate( [
   {
      $match : { gameId : "G1" }
   },
   {
      $group:
         {
            _id: "$gameId",
            maxThreeScores:
               {
                  $maxN:
                  {
                     input: ["$score","$playerId"],
                     n:3
                  }
               }
         }
   }
] )

在这个例子中：

• 使用$match筛选出gameId为G1的项目
• 使用$group根据gameId进行分组，本例中只有一个分组G1
• 使用input : ["$score","$playerId"]为$maxN指定输入字段
• 使用$maxN返回G1比赛项目中得分最高的三个元素

结果如下：

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

查找多个比赛项目中得分最高的三个

下面的聚合使用$maxN在所有项目中，查找n个得分最高的

db.gamescores.aggregate( [
   {
      $group:
      {
         _id: "$gameId",
         maxScores:
            {
               $maxN:
                  {
                     input: ["$score","$playerId"],
                     n: 3
                  }
            }
      }
   }
] )

本例中：

• 使用$group依据gameId进行分组
• 使用$maxN返回所有项目中得分最高的3个
• 使用input:["$score","$playerId"]为$maxN指定输入字段

返回结果如下：

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

基于$group分组的Key计算n

n的值可以动态指定，在下面的例子中，$cond表达式用于gameId字段

db.gamescores.aggregate([
   {
      $group:
      {
         _id: {"gameId": "$gameId"},
         gamescores:
            {
               $maxN:
                  {
                     input: ["$score","$playerId"],
                     n: { $cond: { if: {$eq: ["$gameId","G2"] }, then: 1, else: 3 } }
                  }
            }
      }
   }
] )

本例中：

• 使用$group依据gameId进行分组
• 使用input:["$score","$playerId"]为$maxN指定输入字段
• 如果gameId为G2则n为1，否则n为3

操作返回结果：

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