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MongoDB CRUD操作

CRUD代表创建(Create)、读取(Read)、更新(Update)和删除(Delete)，这是数据库操作的基本功能。在MongoDB中，这些操作通过各种方法实现，本章详细介绍MongoDB的CRUD操作。

创建操作（Create）

创建操作用于向集合中插入文档。

插入单个文档

insertOne()

insertOne()方法用于插入单个文档：

javascript
// 插入单个用户文档
db.users.insertOne({
  name: "张三",
  age: 25,
  email: "zhangsan@example.com",
  hobbies: ["读书", "游泳"],
  address: {
    city: "北京",
    street: "中山路123号"
  }
})

返回结果包含插入文档的_id和操作状态：

javascript
{
  "acknowledged": true,
  "insertedId": ObjectId("...")
}

插入多个文档

insertMany()

insertMany()方法用于插入多个文档：

javascript
// 插入多个用户
db.users.insertMany([
  {
    name: "李四",
    age: 30,
    email: "lisi@example.com"
  },
  {
    name: "王五",
    age: 28,
    email: "wangwu@example.com"
  },
  {
    name: "赵六",
    age: 35,
    email: "zhaoliu@example.com"
  }
])

有序/无序插入

javascript
// 有序插入（默认）- 遇到错误停止
db.users.insertMany(docs, { ordered: true })

// 无序插入 - 遇到错误继续插入其余文档
db.users.insertMany(docs, { ordered: false })

读取操作（Read）

读取操作用于查询和检索文档。

基本查询

find()

find()方法用于查询文档：

javascript
// 查询所有文档
db.users.find()

// 查询所有年龄大于25的用户
db.users.find({ age: { $gt: 25 } })

// 查询特定字段
db.users.find({}, { name: 1, email: 1, _id: 0 })

findOne()

findOne()方法返回匹配的第一个文档：

javascript
// 查找名为"张三"的用户
db.users.findOne({ name: "张三" })

// 查找年龄最大的用户
db.users.findOne({}, { sort: { age: -1 } })

查询操作符

比较操作符

javascript
// $eq (等于)
db.users.find({ age: { $eq: 25 } })

// $gt (大于)
db.users.find({ age: { $gt: 25 } })

// $gte (大于等于)
db.users.find({ age: { $gte: 25 } })

// $lt (小于)
db.users.find({ age: { $lt: 30 } })

// $lte (小于等于)
db.users.find({ age: { $lte: 30 } })

// $ne (不等于)
db.users.find({ age: { $ne: 25 } })

// $in (在数组中)
db.users.find({ age: { $in: [25, 30, 35] } })

// $nin (不在数组中)
db.users.find({ age: { $nin: [20, 21, 22] } })

逻辑操作符

javascript
// $and
db.users.find({
  $and: [
    { age: { $gte: 25 } },
    { age: { $lte: 35 } }
  ]
})

// $or
db.users.find({
  $or: [
    { age: { $lt: 25 } },
    { age: { $gt: 35 } }
  ]
})

// $not
db.users.find({
  age: { $not: { $in: [20, 21, 22] } }
})

// $nor
db.users.find({
  $nor: [
    { age: { $lt: 20 } },
    { age: { $gt: 40 } }
  ]
})

元素操作符

javascript
// $exists (字段存在)
db.users.find({ email: { $exists: true } })

// $type (字段类型)
db.users.find({ age: { $type: "number" } })

评估操作符

javascript
// $regex (正则表达式)
db.users.find({ name: { $regex: "^张" } })

// $text (文本搜索)
db.users.find({ $text: { $search: "张三" } })

// $where (JavaScript表达式)
db.users.find({
  $where: "this.age > this.name.length"
})

数组操作符

javascript
// $all (包含所有元素)
db.users.find({ hobbies: { $all: ["读书", "游泳"] } })

// $elemMatch (数组元素匹配)
db.users.find({
  scores: {
    $elemMatch: { subject: "数学", score: { $gte: 90 } }
  }
})

// $size (数组大小)
db.users.find({ hobbies: { $size: 2 } })

查询投影

投影用于指定返回的字段：

javascript
// 只返回name和email字段
db.users.find({}, { name: 1, email: 1 })

// 排除age字段
db.users.find({}, { age: 0 })

// 嵌套字段投影
db.users.find({}, { "address.city": 1 })

// 使用$elemMatch投影数组元素
db.users.find(
  { hobbies: { $in: ["读书"] } },
  { hobbies: { $elemMatch: { $eq: "读书" } } }
)

查询选项

javascript
// 限制返回文档数量
db.users.find().limit(5)

// 跳过前3个文档
db.users.find().skip(3)

// 排序 - 1升序，-1降序
db.users.find().sort({ age: -1, name: 1 })

// 统计匹配文档数量
db.users.find({ age: { $gte: 25 } }).count()

// 检查是否存在匹配文档
db.users.findOne({ name: "张三" }) != null

更新操作（Update）

更新操作用于修改现有文档。

更新单个文档

updateOne()

updateOne()方法更新匹配查询的第一个文档：

javascript
// 更新用户的年龄
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },                    // 查询条件
  { $set: { age: 26 } }               // 更新操作
)

// 使用其他更新操作符
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  {
    $set: { lastModified: new Date() },
    $inc: { loginCount: 1 },
    $push: { loginHistory: new Date() }
  }
)

更新多个文档

updateMany()

updateMany()方法更新所有匹配的文档：

javascript
// 将所有年龄小于18的用户标记为未成年
db.users.updateMany(
  { age: { $lt: 18 } },
  { $set: { minor: true } }
)

// 批量增加积分
db.users.updateMany(
  { level: "VIP" },
  { $inc: { points: 100 } }
)

替换文档

replaceOne()

replaceOne()方法替换整个文档（除了_id字段）：

javascript
// 替换整个用户文档
db.users.replaceOne(
  { name: "张三" },
  {
    name: "张三丰",
    age: 88,
    email: "zhangsanfeng@example.com",
    status: "legendary"
  }
)

更新操作符

字段更新

javascript
// $set - 设置字段值
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $set: { status: "active", lastLogin: new Date() } }
)

// $unset - 删除字段
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $unset: { tempField: "" } }
)

// $rename - 重命名字段
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $rename: { "oldName": "name" } }
)

// $inc - 增加数值
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $inc: { loginCount: 1, points: 10 } }
)

// $mul - 乘以数值
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $mul: { salary: 1.1 } }  // 薪资增加10%
)

// $min/$max - 最小值/最大值
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $min: { minScore: 80 }, $max: { maxScore: 100 } }
)

数组更新

javascript
// $push - 添加元素到数组
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $push: { hobbies: "旅行" } }
)

// $addToSet - 添加元素（如果不存在）
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $addToSet: { skills: "MongoDB" } }
)

// $pop - 移除数组首尾元素
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $pop: { hobbies: 1 } }      // 移除最后一个
)

// $pull - 移除匹配的数组元素
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $pull: { hobbies: "吸烟" } }
)

// $pullAll - 移除所有匹配的元素
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $pullAll: { hobbies: ["吸烟", "喝酒"] } }
)

// $push with $each - 添加多个元素
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  { $push: { hobbies: { $each: ["摄影", "徒步"] } } }
)

// $push with $slice - 限制数组长度
db.users.updateOne(
  { name: "张三" },
  {
    $push: {
      recentActivities: {
        $each: ["login"],
        $slice: -10  // 只保留最后10个活动
      }
    }
  }
)

upsert操作

upsert是指如果文档不存在则插入，如果存在则更新：

javascript
// upsert示例
db.users.updateOne(
  { email: "newuser@example.com" },  // 查询条件
  { $set: { name: "新用户", status: "active" } },  // 更新操作
  { upsert: true }  // 如果不存在则插入
)

删除操作（Delete）

删除操作用于从集合中移除文档。

删除单个文档

deleteOne()

deleteOne()方法删除匹配查询的第一个文档：

javascript
// 删除第一个名为"张三"的用户
db.users.deleteOne({ name: "张三" })

// 删除年龄最小的用户
db.users.deleteOne({}, { sort: { age: 1 } })

删除多个文档

deleteMany()

deleteMany()方法删除所有匹配的文档：

javascript
// 删除所有年龄大于60的用户
db.users.deleteMany({ age: { $gt: 60 } })

// 删除所有状态为inactive的用户
db.users.deleteMany({ status: "inactive" })

// 删除所有测试用户
db.users.deleteMany({ email: { $regex: "@test.com$" } })

清空集合

javascript
// 删除集合中的所有文档
db.users.deleteMany({})

// 或者使用drop命令删除整个集合
db.users.drop()

批量操作

MongoDB支持批量操作以提高性能：

javascript
// 初始化批量操作
var bulk = db.users.initializeUnorderedBulkOp();

// 添加多个操作
bulk.insert({ name: "用户1", age: 25 });
bulk.insert({ name: "用户2", age: 30 });
bulk.find({ name: "用户1" }).updateOne({ $set: { status: "active" } });
bulk.find({ name: "用户2" }).removeOne();

// 执行批量操作
bulk.execute();

写关注（Write Concern）

写关注定义了写操作的确认级别：

javascript
// 默认写关注
db.users.insertOne(doc, { writeConcern: { w: 1 } })

// 要求写入到多数节点
db.users.insertOne(doc, { writeConcern: { w: "majority" } })

// 设置写入超时
db.users.insertOne(doc, { 
  writeConcern: { 
    w: "majority", 
    wtimeout: 5000  // 5秒超时
  } 
})

读关注（Read Concern）

读关注定义了读操作的一致性级别：

javascript
// 本地读关注
db.users.findOne({ name: "张三" }, { readConcern: { level: "local" } })

// 线性化读关注（最强一致性）
db.users.findOne({ name: "张三" }, { readConcern: { level: "linearizable" } })

// 多数读关注
db.users.findOne({ name: "张三" }, { readConcern: { level: "majority" } })

总结

MongoDB的CRUD操作提供了完整的数据管理功能。理解这些操作及其选项对于有效地使用MongoDB至关重要。在实际应用中，应根据具体的业务需求选择合适的操作方法和选项，以获得最佳的性能和数据一致性。