4MongoDB聚合操作2固定集合3文件存储4Python 操作 MongoDB5文件存储

本文详细介绍MongoDB的各种操作，包括文档的增删改查、索引管理、聚合操作、固定集合和文件存储等，同时提供Python操作MongoDB的方法及示例。

修改操作
```
findOneAndUpdate()
findOneAndReplace()
```

修改器的使用

$set   $unset   $rename  $inc  $mul   $setOnInsert
    $max   $min
 
$push   $pushAll  $pull  $pullAll   $pop  $addToSet
$each   $position   $sort

删除操作

deleteOne()
deleteMany()
remove()
findOneAndDelete()

数据类型
- 时间类型 new Date() Date() ISODate() valueOf()
- Null 类型： null
- Object类型: 外部域.内部域取内部域内容
索引操作

创建索引：
createIndex()
createIndexes()
ensureIndex()

查看索引: getIndexes()

删除索引：
dropIndex()
dropIndexes()
聚合操作

聚合函数： db.collection.aggregate([])

聚合操作符：
```
$group :  $sum  $avg  $max $min $first  $last
$project
$match
```

一. 聚合操作（续）

$limit 显示集合中前几条文档

e.g. 显示前3个文档内容
db.class0.aggregate([{$limit:3}])
$skip 跳过前几个文档显示后面的内容

e.g. 跳过前3个文档显示后面内容
db.class0.aggregate([{ $KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 7: skip:3}̲,{$ project:{_id:0}}])
$sort 对集合文档排序

e.g. 对文档按年龄排序
 db.class0.aggregate([{$sort:{age:1}},{$project:{_id:0}}])

聚合操作符文档：
练习：使用grade

将所有男生按照年龄升序排序，结果不显示_id
aggregate([{ $KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 16: match:{sex:'m'}}̲,{$ sort:{age:1}},{$project:{_id:0}}])
统计班级中是否存在重名同学
aggregate([{ $KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: group:{_id:'$ name’,num:{ $KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 6: sum:1}̲}},{$ match:{num:{$gt:1}}}])

二. 固定集合

定义：指mongodb中创建的固定大小的集合

特点： 1. 淘汰早期数据
2. 可以控制集合大小
3. 数据插入查找速度较快

应用：日志处理，临时缓存

创建： db.createCollection(collection,{capped:true,size:1000,max:20})

capped:true 创建固定集合
size: 1000 表示固定集合大小字节
max ：20 最多存放文档数量

三. 文件存储

文件存储数据库方式

【1】存储路径：将本地文件所在路径以字符串存储到数据库

  优点： 节省数据库空间，方便操作获取
  缺点： 当数据库或者文件变动就必须修改数据库内容

【2】存储文件本身：将文件转换为二进制存储到数据库

  优点： 文件在数据库中，不易丢失
  缺点： 占用数据库空间大，存取效率不高

GridFS文件存储方法

目的: 更方便的存取MongoDB中的大文件（>16M）

GridFS 方案说明：
1. 在mongodb数据库中创建两个集合共同存储文件
2. fs.files集合用于存储文件基本信息
3. fs.chunks集合用于建立与fs.files关联，将文件分块以二进制存储
存取方法
1. 存储： mongofiles -d dbname put file
```
e.g.  将test.jpg存到grid数据库
 mongofiles -d grid put test.jpg
```
2. 提取： mongofiles -d dbname get file
  
  e.g. 从grid中提取test图片
  mongofiles -d grid get test.jpg
优缺点：
优点：存储方便，提供了较好的存储命令
缺点：效率低，不建议存储小文件

四. mongo shell 对 JavaScript支持

mongoshell 界面中支持简单的js语句操作
通过js编程处理数据库中基本的逻辑问题

五. Python 操作 MongoDB

第三方模块： pymongo
安装： sudo pip3 install pymongo
操作步骤

【1】创建mongodb数据库连接
```
 conn = pymongo.MongoClient('localhost',27017)
```
【2】生成操作的数据库对象
```
 db = conn.stu
 db = conn['stu']
```
【3】生成集合对象
```
 myset = db.class0
 myset = db['class0'] 
```
【4】集合对象调用接口完成数据库操作

【5】关闭数据库连接
```
 conn.close()
```
插入文档

insert_one() 插入一条文档

insert_many() 插入多条文档

insert() 插入一条或多条文档

save() 保存文档，当_id冲突时覆盖原有文档
查找文档

cursor = find(query，field)
功能: 查找文档
参数：同mongoshell格式
返回值：查找结果的游标对象

操作符使用：在python中所有操作符使用引号作为字符串处理
e.g. $exists --> ‘$exists’

数据类型对应： true --> True
false --> False
null --> None

cursor对象属性函数：

【1】 next() 获取下一个文档
【2】 limit(n) 获取前n条文档
【3】 skip(n) 跳过前n条文档
【4】 count() 统计数量
【5】 sort() 排序
- 使用for或者next取游标后不能再调用limit skip sort
- sort 排序将字典改为列表嵌套元组
  e.g. {name:1} --> [(‘name’,1)]
find_one(query,field)
功能: 查找一条文档
参数：同find
返回值：字典
修改文档

update_one() 修改一个文档
update_many() 修改多个文档
update() 修改一个或多个文档
删除文档

delete_one() 删除一个文档
delete_many() 删除多个文档
remove() 删除一个或多个
复合操作

find_one_and_update()
find_one_and_delete()
索引操作

create_index()
功能：创建索引
参数: 二元元组列表
e.g. [(‘age’,1)] 表示对age创建正序索引
返回值：索引名称

*　直接传入域名　如 ‘name’ 表示 [(‘name’,1)]
- 特殊类型索引以关键字传参传入
  如唯一索引则添加 unique=True
list_indexes() 查看索引

drop_index() 删除索引
- 参数为索引名称或者索引键值对 e.g. [(name,1)]
drop_indexes() 删除所有索引
聚合操作

aggregate()
功能: 完成聚合操作
参数：写法同mongoshell中聚合
返回值：数据操作结果游标对象

练习：使用class0集合，为集合中的每个文档添加一个域结构如下

score:{‘Chinese’:78,‘Math’:95,‘English’:80}
- 注意，分数为 60 – 100的随机整数
然后使用聚合完成：打印所有男生成绩按照英语降序排序，不显示_id

六. 文件存储

bson数据格式模块

import bson
存储图片方法

【1】数据库连接，生成集合对象
【2】将文件 rb方式读取
【3】将读取内容使用bson格式转换为mongodb存储内容

import bson.binary
content = bson.binary.Binary(data)
功能:将python bytes数据转换为bson数据格式

【4】将内容使用insert插入数据库