mongodb - 从包含对象的数组中使用 mongodb 聚合获取平均值

Question

我在使用 mongodb 聚合管道方法获取所有在测试中回答问题的学生的分数时遇到问题

我的聚合管道提供了一个对象数组，它由每个学生对测试问题的回答组成。

管道类似于下面的管道，我的示例是从我的实际问题中简化而来的。基本上，我将每个用户的每个问题数组分组并推送到分数字段中。然后我使用 reduce 来展平 scores 字段

{ $group: { 
    _id: {}, 
    scores: { $push: "$questions" }
} }, 
{ $addFields: { 
    testScores: {
        $reduce: {
            input: "$scores",
            initialValue: [ ],
            in: { $concatArrays: [ "$$value", "$$this" ] }
        }
    } 
} }

结果看起来像这样:

testScores: [
    { id: 'questionOne' score: 1 }, 
    { id: 'questionOne', score: 3 }, 
    { id: 'questionOne', score: 8 }, 
    { id: 'questionOne' score: 2 },
    ....
    { id: 'questionFifty' score: 1 }, 
    { id: 'questionFifty', score: 3 }, 
    { id: 'questionFifty', score: 8 }, 
    { id: 'questionFifty' score: 2 }
]

我的问题是如何获得“questionOne”和所有其他问题的所有分数的平均分数？我无法展开我的数组，因为我有大量测试，而且 mongoDb 似乎无法展开足够的数量而不为聚合结果返回 null。

在 JavaScript 中我会使用 reduce 但据我所知，mongodb 允许在 reduce 函数之外使用 vars 但据我所知你不能修改 reduce 函数所以类似于下面的函数的东西是不可能的。

myArray.reduce((acc, next){
    if(acc[next.id]}{
       acc[next.id].score += next.score
       acc[next.id].count+= 1
       acc[next].avg = acc[next.id].score/acc[next.id].count
    }else{
        acc[next.id].score = next.score
        acc[next.id].count = 1
    }
 return acc
},{} }

感谢指点

Answer 1

是的，$reduce 是可能的但有两个重要的警告:

• 内部$let当您定义 vars 部分时，您只能引用在外部作用域中定义的变量，但您不能定义多个变量并在同一 block 中相互引用 - 这就是为什么必须有很多嵌套的原因在这个解决方案中
• $reduce 公开表示聚合当前状态的 $$value 变量。问题是您应该将该变量视为不可变，这意味着您可以引用它但不能修改它

然后您可以尝试以下聚合:

db.col.aggregate([
    {
        $project: {
            averages: {
                $reduce: {
                    input: "$testScores",
                    initialValue: [],
                    in: {
                        $let: {
                            vars: {
                                index: { $indexOfArray: [ "$$value.id", "$$this.id" ] }
                            },
                            in: {
                                $let: {
                                    vars: { 
                                        prev: { 
                                            $cond: [ { $ne: [ "$$index", -1 ] }, { $arrayElemAt: [ "$$value", "$$index" ] }, { id: "$$this.id", score: 0, count: 0 } ] 
                                        } 
                                    },
                                    in: {
                                        $let: {
                                            vars: {
                                                updated: {
                                                    id: "$$prev.id",
                                                    score: { $add: [ "$$prev.score", "$$this.score" ] },
                                                    count: { $add: [ "$$prev.count", 1 ] },
                                                    avg: {
                                                        $divide: [ { $add: [ "$$prev.score", "$$this.score" ] }, { $add: [ "$$prev.count", 1 ] } ]
                                                    }
                                                }
                                            },
                                            in: {
                                                $cond: {
                                                    if: { $eq: [ "$$index", -1 ] },
                                                    then: { $concatArrays: [ "$$value", [ "$$updated" ] ] },
                                                    else: { $concatArrays: [ { $slice: [ "$$value", "$$index"] }, [ "$$updated" ], { $slice: [ "$$value", { $add: [ "$$index", 1 ] }, { $size: "$$value" }] } ] }
                                                }
                                            }
                                        }
                                    }
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
])

其实每个$let都在这里定义了一个算法步骤:

• 使用$arrayElemAt检查是否有当前处理文档的汇总
• 使用$cond和 $arrayElemAt获取当前处理的 id 的先前值或提供默认值
• 然后在 updated 下我们计算新值，包括 average

要返回值我们应该考虑两种情况:

• 当没有以前的值时，我们只需将 更新的 文档附加到当前数组(使用 $concatArrays )
• 当我们必须“更新”现有聚合时，我们必须删除旧值并添加新值 - $slice这里可以用来获取当前$$index
前后的文档

对于您的示例，它输出:

{
    "averages" : [
            {
                    "id" : "questionOne",
                    "score" : 14,
                    "count" : 4,
                    "avg" : 3.5
            },
            {
                    "id" : "questionFifty",
                    "score" : 14,
                    "count" : 4,
                    "avg" : 3.5
            }
    ]
}