- mongodb - 在 MongoDB mapreduce 中,如何展平值对象?
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- sql - 使用 MongoDB 而不是 MS SQL Server 的优缺点
是否可以使用聚合框架计算一阶导数?
例如,我有数据:
{time_series : [10,20,40,70,110]}
我正在尝试获得如下输出:
{derivative : [10,20,30,40]}
最佳答案
db.collection.aggregate(
[
{
"$addFields": {
"indexes": {
"$range": [
0,
{
"$size": "$time_series"
}
]
},
"reversedSeries": {
"$reverseArray": "$time_series"
}
}
},
{
"$project": {
"derivatives": {
"$reverseArray": {
"$slice": [
{
"$map": {
"input": {
"$zip": {
"inputs": [
"$reversedSeries",
"$indexes"
]
}
},
"in": {
"$subtract": [
{
"$arrayElemAt": [
"$$this",
0
]
},
{
"$arrayElemAt": [
"$reversedSeries",
{
"$add": [
{
"$arrayElemAt": [
"$$this",
1
]
},
1
]
}
]
}
]
}
}
},
{
"$subtract": [
{
"$size": "$time_series"
},
1
]
}
]
}
},
"time_series": 1
}
}
]
)
我们可以在 3.4+ 版本中使用上述管道来执行此操作。在管道中,我们使用 $addFields
流水线阶段。运算符添加“time_series”的元素索引的数组来做文档,我们还反转了时间序列数组并将其添加到文档中,分别使用 $range
和 $reverseArray
运营商
我们在这里反转了数组,因为位置 p
的元素数组中的元素总是大于位置 p+1
的元素这意味着 [p] - [p+1] < 0
我们不想使用 $multiply
在这里。(请参阅版本 3.2 的管道)
接下来我们$zipped
具有索引数组的时间序列数据并应用了 substract
使用 $map
对结果数组进行表达式运算符。
然后我们 $slice
丢弃null/None
的结果数组中的值并重新反转结果。
在 3.2 中,我们可以使用 $unwind
运算符来展开我们的数组,并通过将文档指定为操作数而不是以$为前缀的传统“路径”来包含数组中每个元素的索引。
接下来,我们需要 $group
我们的文件并使用 $push
累加器运算符返回一个子文档数组,如下所示:
{
"_id" : ObjectId("57c11ddbe860bd0b5df6bc64"),
"time_series" : [
{ "value" : 10, "index" : NumberLong(0) },
{ "value" : 20, "index" : NumberLong(1) },
{ "value" : 40, "index" : NumberLong(2) },
{ "value" : 70, "index" : NumberLong(3) },
{ "value" : 110, "index" : NumberLong(4) }
]
}
终于来了 $project
阶段。在这个阶段,我们需要使用 $map
运算符将一系列表达式应用于 $group
中新计算的数组中的每个元素阶段。
这是 $map
内部发生的事情(参见 $map
作为 for 循环)in 表达式:
对于每个子文档,我们使用 $let
将 value 字段分配给一个变量。变量运算符。然后我们从数组中下一个元素的“value”字段的值中减去它的值。
由于数组中的下一个元素是当前索引处的元素加一,所以我们需要 $arrayElemAt
的帮助。运算符和一个简单的 $add
当前元素的索引和 1
.
$subtract
表达式返回一个负值,所以我们需要将该值乘以 -1
使用 $multiply
运算符。
我们还需要 $filter
结果数组,因为它的最后一个元素是 None
或 null
.原因是当当前元素是最后一个元素时,$subtract
返回 None
因为下一个元素的索引等于数组的大小。
db.collection.aggregate([
{
"$unwind": {
"path": "$time_series",
"includeArrayIndex": "index"
}
},
{
"$group": {
"_id": "$_id",
"time_series": {
"$push": {
"value": "$time_series",
"index": "$index"
}
}
}
},
{
"$project": {
"time_series": {
"$filter": {
"input": {
"$map": {
"input": "$time_series",
"as": "el",
"in": {
"$multiply": [
{
"$subtract": [
"$$el.value",
{
"$let": {
"vars": {
"nextElement": {
"$arrayElemAt": [
"$time_series",
{
"$add": [
"$$el.index",
1
]
}
]
}
},
"in": "$$nextElement.value"
}
}
]
},
-1
]
}
}
},
"as": "item",
"cond": {
"$gte": [
"$$item",
0
]
}
}
}
}
}
])
另一个我认为效率较低的选项是使用 map_reduce
对我们的集合执行 map/reduce 操作。方法。
>>> import pymongo
>>> from bson.code import Code
>>> client = pymongo.MongoClient()
>>> db = client.test
>>> collection = db.collection
>>> mapper = Code("""
... function() {
... var derivatives = [];
... for (var index=1; index<this.time_series.length; index++) {
... derivatives.push(this.time_series[index] - this.time_series[index-1]);
... }
... emit(this._id, derivatives);
... }
... """)
>>> reducer = Code("""
... function(key, value) {}
... """)
>>> for res in collection.map_reduce(mapper, reducer, out={'inline': 1})['results']:
... print(res) # or do something with the document.
...
{'value': [10.0, 20.0, 30.0, 40.0], '_id': ObjectId('57c11ddbe860bd0b5df6bc64')}
您还可以检索所有文档并使用 numpy.diff
像这样返回导数:
import numpy as np
for document in collection.find({}, {'time_series': 1}):
result = np.diff(document['time_series'])
关于python - 使用 MongoDB 聚合框架计算一阶导数,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/38957649/
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我是一名优秀的程序员,十分优秀!