Mongodb数组元素更新之使用$定位数组第一个元素

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阅读了不少Mongodb的文章，也和同事交流过。Mongodb数组更新是比较难理解的地方，而且使用到的频率也相对较低。但Mongodb官网对这部分知识介绍的很详细，深入阅读和实践后对工作和学习也有很大的启发。所以整理出来，共大家研究参考。也希望可以和您一起探讨Mongodb的知识。

定义

位置操作符$, 指定了数组中需要更新的元素。使用$符号，避免了显示指定数组中需要更新元素的位置。

语法

位置操作符$,要按照下面的形式使用

{"<array>.$": value}

其中，位置操作符$符号，表示符合查询结果的第一个元素。而需要更新的数组字段名称，必须存在于查询过滤条件当中。

如

db.collection.updateOne(
  {<array>: value, ...},
  {<update operator>: {"<array>.$": value}}
)

行为

• 自mongodb5.0开始，UPDATE操作按照字段名称的字典顺序更新字段。当字段中包含数字时，按照数字顺序依次更新字段。当然，对一个文档的多个字段操作，是原子性的。
• 使用upsert时，不可以使用位置操作符$。插入数据时，$符号会被看做字段名称。
• 位置$操作符不能用于遍历多个数组的查询，例如遍历嵌套在其他数组中的数组的查询，因为$占位符的替换是单个值
• 在$unset操作中，位置操作符更新数据时，不会删除数组元素，而是将该数组元素设置为null。
• 位置操作符不能用在反向操作中，如$ne, $not, $nin. 但在$elemMatch操作中使用反向过滤条件时，用户可以使用位置操作符更新字段。
• 在对多个数组字段进行过滤时，位置$ update操作符的行为是有歧义的。当服务器执行update方法时，它首先运行一个查询来确定要更新哪些文档。如果update过滤了多个数组字段，那么后续对位置$ update操作符的调用并不总是更新数组中所需的位置。

应用

更新数组中的元素

创建集合students并插入数据。其中字段grades是包含三个元素的数组。

db.students.insertMany([
   { "_id" : 1, "grades" : [ 85, 80, 80 ] },
   { "_id" : 2, "grades" : [ 88, 90, 92 ] },
   { "_id" : 3, "grades" : [ 85, 100, 90 ] }
])

将grades数组中第一个为80的元素值更新到82. 若用户不清楚80在数组中的位置是，可以使用位置操作符$。 但要注意，查询条件中必须包含要更新的数组。

db.students.updateOne(
    { _id: 1, grades:  80}, //查询_id是1，数组中包含80的文档
    { $set: {"grades.$": 82}} //将查询到的文档中，第一个为80的数组元素更新为80
    )

在查询语序中，位置操作符$符号，找到了第一个符合查询条件的数组元素。

更新数组中的文档

在UPDATE中使用位置操作符$，也可以更新包含文档类型的数组。使用$操作符更新文档数组时，需要使用点操作符。

db.collection.updateOne(
  {<query selector>},
  {<update operator>: {"array.$.field": value}}
)

在students集合中添加下面的数据文档

db.students.insertOne({
  _id: 4,
  grades: [
    { grade: 80, mean: 75, std:8},
    { grade: 85, mean: 90, std:5},
    { grade: 85, mean: 85, std: 8 }
  ]
})

构造数据更新语句，更新符合grade等于85的第一个数组元素，将std值更新为6

db.students.updateOne(
    {_id: 4, "grades.grade": 85}, //此处必须包含grades数组作为过滤条件
    { $set: {"grades.$.std": 6}}
    )

使用符合查询条件更新内嵌数组文档

使用位置操作符$，可以更新符合复合查询条件数组中的第一个元素。

向students集合中，插入数据。

db.students.insertOne({
  _id: 5,
  grades: [
    { grade: 80, mean: 75, std:8},
    { grade: 85, mean: 90, std:5},
    { grade: 90, mean: 85, std: 3 }
  ]
})

在下面的更新语句中，使用$elemMatch构建了一个符合查询条件，过滤数组grades中的文档。

db.students.updateOne({
    _id: 5,
    grades: { $elemMatch: {grade: {$lte:90}, mean: {$gt:80}}}
}, {$set: {"grades.$.std": 6}})

过滤grades小于等于80， mean大于80的数据，即数组中第二个和第三个元素。使用$更新第一个找到的元素。只是将std：5更新到了6.

多数组匹配更新

在对多个数组字段进行过滤时，位置$ update操作符的行为是有歧义的。

构建集合students_deans_list. 其中包括三个数组字段， activity_ids, grades, deans_list.

db.students_deans_list.insertMany([
    {
      _id: 8,
      activity_ids: [ 1, 2 ],
      grades: [ 90, 95 ],
      deans_list: [ 2021, 2020 ]
   }
    ])

构建下面的数据更新语句。用户尝试更新字段deans_list. 使用activity_ids, deans_list和grades字段进行过滤。将数值2021更新成2022.

db.students_deans_list.updateOne(
    { activity_ids: 1, grades:  95, deans_list:2021},
    { $set: {"deans_list.$": 2022}}
    )

当执行更新语句时，尽管使用过滤条件，查询出了_id为8的数据 ，但位置操作符$更新了数值2020的数据。

{
	"_id" : 8,
	"activity_ids" : [ 1, 2 ],
	"grades" : [ 90, 95 ],
	"deans_list" : [ 2021, 2022 ]
}

为了避免这个问题，Mongodb给出了位置操作符的另外一种使用方法。$[<identifier>].我们下一篇文章就详细描述这个方法。