MongoDB是文档型数据库，每个文档（doc）表示数据的一项记录。相比关系型DB的row只能使用简单的数据类型，doc能够使用复杂的数据类型：内嵌doc，数组。MongoDB的数组是一系列元素的集合，使用中括号 [] 表示数组，例如：[1,2,3]的元素是整数值，[{name:"t5"}, {name:"t7"}]，[ {name:"t5", age:21}, {name:"t7", age:22} ]的元素是doc。

创建示例collection，使用db.collection.insert()函数和数组参数，一次性向集合中插入3个doc。

user1={ name:"t1", age:21}user2={ name:"t2", age:22}user3={ name:"t3", age:23}db.users.insert([user1,user2,user3])

一，使用dot标记法（dot notation）访问数组元素

MongoDB使用 dot 访问数组的元素，或内嵌doc字段。

MongoDB uses the dot notation to access the elements of an array and to access the fields of an embedded document.

users={name:"t1",age:21,address: {phone:123,email:"xxx@163.com"},followers:[{name:"a"},{name:"b"},{name:"c"}]}

address 字段是内嵌文档，查找phone是123的doc

db.users.find({"addr.phone":123})

followers 字段是数组，查询followers中存在name=“b”的doc

db.users.find({"followers.name":"b"})

二，修改字段的值

在MongoDB中，修改操作主要使用两个修改器：$set 和 $inc，这两个修改器具有upsert特性：如果doc中存在相应的字段，那么修改该字段的值；如果doc中不存在相应的字段，那么在doc中创建新的字段。$inc用于整数型字段，增加或减少字段的值，$set用于任意数据类型，替换字段的值。

1，使用$set修改器，增加followers数组，使用empty filter：{}，表示更新集合中的所有doc

db.users.updateMany({},{$set:   {    followers:[ {name:"t5"},{name:"t7"} ]   }})

2，使用$inc修改器，增加age字段的值，每个doc的age字段的都增加1

db.users.updateMany({},{$inc:{age:1}})

3，$set 和 $inc的不同之处在于：$set是替换现有字段的值，而$inc是在现有字段值的基础上，增加或减少指定的数值

示例，使用$set修改age的值，更新结束后，每个doc的age字段都是1

db.users.updateMany({},{$set:{age:1}})

三，修改数组字段

如果要向数组中增加或删除一个元素，$set和$inc 都不能很好的满足这种需求，MongoDB有专用的 Array Operator，用于修改数组字段。

1，使用$push向doc中增加数组，或插入新的元素

$push：如果doc中存在相应的数组字段，那么向数组的尾部插入一个元素；如果doc中不存在相应的数组字段，那么向doc中创建一个数组字段，并初始化。

示例，第一次调用$push，由于doc中不存在comments字段，因此MongoDB向doc中新建comments 数组字段，并初始化数组

db.users.updateMany({},{$push:{comments:{msg:"c1"}}})

示例，后续再次调用$push，向已有的数组字段的尾部追加一个元素

db.users.updateMany({},{$push:{comments:{msg:"c2"}}})

2，向数组字段插入多个元素

$push 修改器每次只能向数组字段的尾部插入一个元素，搭配使用$each 修改器，每次能向数组字段中插入多个元素

db.users.updateMany({},{$push:   {     comments:{ $each:[ {msg:"c3"}, {msg:"c4"} ] }   }})

3，从数组字段的特定位置处开始插入元素

使用$push 修改器只能将元素插入到数组字段的尾部，搭配使用$position 修改器，能够指定元素插入的开始位置，$position 必须和$each搭配使用。数组的下标是从0开始的。

db.users.updateMany({},{$push:    {comments:        {           $each:[ { msg:"c5"}, {msg:"c6"} ],           $position:2        }    }})

如果不使用$position 修改器，那么 $push 每次都向数组的末尾写入元素；使用$position 修改器，指定$push插入元素的开始位置。

$position ：The $position modifier specifies the location in the array at which the $push operator insert elements. Without the $position modifier, the $push operator inserts elements to the end of the array.

4，限制数组中元素的数量

在$push 元素时，使用$slice=MaxNum限制数组元素的最大数量。只要没有达到最大数量，就会向数组中插入新的元素，直到达到最大值。$slice必须和$each搭配使用，如果数组字段的元素的数量已经达到最大值，根据MaxNum值的不同，会有不同的行为：

• 如果MaxNum=0，表示将数组清空；
• 如果MaxNum是正整数，表示数组只保留前面的MaxNum个元素；
• 如果MaxNum是负整数，表示数组只保留后面的MaxNum个元素；

示例，保留每个comments的最后5个元素

db.users.updateMany({},{$push:   {comments:      {
        $each:[ {msg:"c7"}, {msg:"c8"}, {msg:"c9"}],        $slice:-5      }   }})

5，对数组字段的元素进行排序

在限制数组字段的元素数量之前，使用$sort 操作符对元素进行排序，是数组元素有序排列。在$sort操作之后使用 $slice：MaxNum 修改器，由于数组元素是有序的，能够只保留序列前面或后面的特定数量的元素。

db.users.updateMany({},{$push:   {comments:      {        $each:[ {msg:"c7"}, {msg:"c8"}, {msg:"c9"}],        $sort:{msg:1},        $slice:-5      }   }})

如果数组是[1,2,3]这种类型，那么$sort:1，按照1，2，3 升序排列; $sort:-1，安装3，2，1 降序排列。

6，使用$addToSet向数组插入无重复的元素

通过$push 插入元素，有可能插入重复的元素，MongoDB允许数组中的元素重复；如果一个数组不能插入重复值，可以使用$addToSet修改器， $addToSet在向数组插入元素时，首先检查元素是否已经存在于数组中，如果不存在，那么$addToSet将元素插入到数组中；如果存在，那么$addToSet不会插入任何元素。$addToSet只会保证不会插入重复的元素，不应影响数组中已经存在的重复元素。

$addToSet 能够一次性向数组中插入多个元素。

$addToSet only ensures that there are no duplicate items added to the set and does not affect existing duplicate elements. $addToSet does not guarantee a particular ordering of elements in the modified set.

示例，向comments 数组中插入三个messge

db.users.updateMany({},{$addToSet:   {comments:[ {msg:"c7"}, {msg:"c8"}, {msg:"c9"}] }})

7，使用$pop删除数组头部或尾部的元素

把数组看作是队列，下标为0的元素是在队列尾部，使用$pop删除元素时，{$pop：{array_name:N}} 表示从数组的末尾删除N个元素，{$pop：{array_name:-N}} 表示从数组的头部删除N个元素。

db.users.updateMany(
{},
{$pop:{comments:1}}
)

8，根据queyr filter删除数组元素

db.users.updateMany(
{},
{$pull:{comments:{msg:"c6"}}}
)

9，根据数组的下标修改元素，数组下标是从0开始的

对于js的数组 arr，包含两个element，修改第一个元素的like 字段，将其值设置为2.

var arr=[{name:"t1",like:1},{name:"t2",like:2}]arr[0].like=2print(tojoson(arr))

在MongoDB中，如果要修改doc中的数组，可以使用 dot notation，使用 arrary.index.field 对数组中特定位置的元素进行修改。

db.users.updateMany(
{},
{$inc:{"comments.0.likes":1}}
)

如果不知道数组元素的下标，MongoDB提供占位符 $，用于匹配数组的第一个元素，对其进行更新。占位符 $ 表示第一个匹配的元素，格式是：arrary.$.field

$： Acts as a placeholder to update the first element that matches the query condition in an update.

db.users.update(
{},
{$inc:{"comments.$.likes":1}}
)

10，元素匹配符 $elemMatch

$elemMatch 是对数组元素的字段进行过滤，如果元素的字段满足查询条件，那么返回该元素所在的doc。

格式是：{arrar_name:{$elemMatch:{field_query_filter,,,,}}}

The $elemMatch operator matches documents that contain an array field with at least one element that matches all the specified query criteria.

db.users.find({comments:{$elemMatch:{like:1}}})

11，数组元素的比较

如果有以下三个doc，每个doc中都有一个grades 数组：

{ "_id" : 1, "grades" : [ 80, 85, 90 ] }{ "_id" : 2, "grades" : [ 88, 90, 92 ] }{ "_id" : 3, "grades" : [ 85, 100, 90 ] }

示例1，对于query filter：{$gt:{grades:85}, $lt:{grades:100}}，分析这3个数组是否满足：

• 第1个数组：元素 90 满足大于 85，所有的元素都小于100
• 第2个数组：所有的元素满足条件
• 第3个数组：元素90，100 满足大于85的条件，元素85，90满足小于100的条件 

因此，只要数组中有任何一个元素满足qeury filter，就算满足qeury filter，这3个数组都满足query filter。
示例2，query filter：{grades:90}

只要数组中有一个元素的值是90，就满足query filter，因此，这3个数组都满足条件。

参考doc：

Array Update Operators

Documents

Query and Projection Operators

MongoDB 数组字段的查询和更新