• 【NoSQL数据库技术与应用】【课本代码】【课后题答案】【持续更新】

    文章目录

    一、课本代码

    第1章 初识NoSQL

    第2章 文档存储数据库MongoDB

    第3章 MongoDB数据库操作

    插入数据

    db.comment.insert(
	{"articleid":"100000","content":"今天天气真好，阳光明媚","userid":"1001",
	"nickname":"Rose","age":"20","phone":"18807141995","createdatetime":new Date(),
	"likenum":NumberInt(10),"state":null}
)

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    db.comment.insertMany([{"_id":"1","articleid":"100001","content":"清晨，我们不该把事件浪费在手机上，健康很重要，喝一杯温水，幸福你我他。","userid":"1002","nickname":"相忘于江湖","age":"25","phone":{"homePhone":"82174911","mobilePhone":"13065840128"},"createdatetime":new Date("2020-01-02 09:08:15"),"likenum":NumberInt(1000),"state":"1"},{"_id":"2","articleid":"100001","content":"我夏天空腹喝凉开水，冬天喝温开水","userid":"1003","nickname":"伊人憔悴","age":"22","phone":"13442031624","createdatetime":new Date("2020-01-02 10:20:40"),"likenum":NumberInt(888),"state":"1"},{"_id":"3","articleid":"100001","content":"夏天和冬天，我都喝凉开水","userid":"1004","nickname":"杰克船长","age":"28","phone":"1393716334","createdatetime":new Date("2020-01-02 19:56:09"),"likenum":NumberInt(666),"state":null},{"_id":"4","articleid":"100001","content":"专家说不能空腹喝冰水，影响健康","userid":"1005","nickname":"罗密欧","age":"18","phone":"15813134403","createdatetime":new Date("2020-01-03 11:26:29"),"likenum":NumberInt(2000),"state":"1"},{"_id":"5","articleid":"100001","content":"研究表明，刚烧开的水千万不要喝，因为烫嘴","userid":"1005","nickname":"罗密欧","age":"18","phone":"15813134403","createdatetime":new Date("2020-01-03 15:10:37"),"likenum":NumberInt(3000),"state":"1"},{"_id":"6","articleid":"100001","content":"喝水是生命体通过口腔摄入水分的方式，人体每天通过口腔摄入的液体大概有2升","userid":"1006","nickname":"爱德华","age":"30","phone":{"homePhone":"62771541","mobilePhone":"13262984142"},"createdatetime":new Date("2020-01-03 15:10:37"),"likenum":NumberInt(3000),"state":"1"}
])

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    更新数据

    db.comment.update({"content":"喝水是生命体通过口腔摄入水分的方式，人体每天通过口腔摄入的液体大概有2升"},{$set:{"content":"喝水增加了尿量，能使有害物质及时排出体内"}})

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    文档查询

    #按条件查询文档
db.comment.find({$and:[{"userid":"1005","nickname":"罗密欧"}]}).pretty()
db.comment.find({$or:[{"userid":"1002","userid":"1003"}]}).pretty()
db.comment.find({"userid":{$gt:"1005"}}).pretty()
db.comment.find({"userid":{$lt:"1004"}}).pretty()
db.comment.find({"userid":{$gte:"1005"}}).pretty()
db.comment.find({"userid":{$lte:"1003"}}).pretty()
db.comment.find({"userid":{$ne:"1005"}}).pretty()
db.comment.find({"_id":{$in:["1","3"]}}).pretty()
db.comment.find({"_id":{$nin:["1","3","5"]}}).pretty()


#按特定类型查询文档
db.comment.find({"state":null}).pretty()
db.comment.find({"content":/^专家/}).pretty()
db.comment.find({"phone":{"homePhone":"62771541","mobilePhone":"13262984142"}}).pretty()
db.comment.find({"phone.homePhone":"82174911"}).pretty()

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    聚合管道操作

    db.comment.aggregate([{$group:{"_id":"$userid"}}]).pretty()
db.comment.aggregate({$limit:3}).pretty()
db.comment.aggregate([{$match:{"nickname":"罗密欧"}}]).pretty()
db.comment.aggregate([{$sort:{"age":-1}}]).pretty()
db.comment.aggregate([{$project:{"_id":0}}]).pretty()
db.comment.aggregate({$skip:4}).pretty()

#创建一个集合product
db.createCollection("product")
show collections
db.product.insertMany([
{"_id":"1","name":"iPhone8","price":3000,"type":"电子通信"},
{"_id":"2","name":"adidas neo","price":700,"type":"服装"},
{"_id":"3","name":"nike air max 90","price":760,"type":"服装"},
{"_id":"4","name":"HuaWei mate30","price":5000,"type":"电子通信"},
{"_id":"5","name":"vivo x27","price":2000,"type":"电子通信"},
])

db.product.aggregate([{$group:{"_id":"$type","price":{$sum:"$price"}}}]).pretty()
db.product.aggregate([{$group:{"_id":"$type","price":{$avg:"$price"}}}]).pretty()
db.product.aggregate([{$group:{"_id":"$type","price":{$min:"$price"}}}]).pretty()
db.product.aggregate([{$group:{"_id":"$type","price":{$max:"$price"}}}]).pretty()
db.product.aggregate([{$group:{"_id":"$type","tags":{$push:"$price"}}}]).pretty()
db.product.aggregate([{$group:{"_id":"$type","product":{$first:"$name"}}}]).pretty()
db.product.aggregate([{$group:{"_id":"$type","product":{$last:"$name"}}}]).pretty()

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    Map-Reduce操作

    db.comment.mapReduce(
	function(){emit(this.nickname,1);},
	function(key,values){return Array.sum(values)},
	{
		query:{state:"1"},
		out:"comment_total"
	}
)

db.comment_total.find()

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    索引操作

    #查看索引
db.comment.getIndexes()

#查看索引大小
db.comment.totalIndexSize()

#创建索引
db.comment.createIndex({userid:1})
db.comment.getIndexes()

db.comment.createIndex({userid:1,nickname:-1})
db.comment.getIndexes()

#删除索引
db.comment.dropIndex({userid:1})
db.comment.getIndexes()

db.comment.createIndex({userid:1})
db.comment.dropIndexes()
db.comment.getIndexes()

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    3.8 使用Java操作MongoDB

    1、搭建JAVA环境
    （1）Java配置

    这是我的Java版本、IDEA版本：

    在这里插入图片描述
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    （2）Maven配置
    1. apache-maven-3.6.3-bin.zip直接解压即可，并创建一个repository文件夹，用来存放Maven项目所需要的依赖Jar包。
    2. 打开…\apache-maven-3.6.3\conf中的settings.xml，添加本地仓库路径和远程仓库路径：

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    （3）基于Java API操作MongoDB

    添加Maven至IDEA工具中：File–>Settings

    在这里插入图片描述

    （4）创建Maven项目

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    （5）导入依赖

    Maven把一个项目的结构和内容抽象成一个模型，在xml文件中进行声明，以方便进行构建和描述，pom.xml是Maven的灵魂。

    配置项目nosql_chapter03中的pom.xml文件（引入MongoDB相关的依赖和单元测试的依赖）：

    添加的内容如下：

    <dependencies>
	<!--单元测试依赖-->
	<dependency>
		<groupId>junit</groupId>
		<artifactId>junit</artifactId>
		<version>4.12</version>
	</dependency>

	<!--Java操作mongoDB的驱动依赖-->
	<dependency>
		<groupId>org.mongodb</groupId>
		<artifactId>mongo-java-driver</artifactId>
		<version>3.12.1</version>	
	</dependency>
</dependencies>

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    如果没有自动加载相关依赖，可以右键–>Maven–>Reload project一下重新加载，如遇到相关无法自动加载问题可参考：解决idea中maven项目的pom文件不会自动下载jar包问题 + 更新不完整依赖命令/CSDN@程序猿秃头之路

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    （6）创建资源文件，指定MongoDB相关参数

    在项目nosql_chapter03的目录/src/main/resources下创建一个名为mongodb.properties文件，用于存储连接MongoDB数据库所需要的参数

    在这里插入图片描述

    host = 192.168.121.134  //主机IP地址，127.0.0.1
port = 27017            //端口号
dbname = articled       //要操作的MongoDB数据库名称

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    2、创建JAVA工具类，配置

    在项目nosql_chapter3目录/src/test/java下创建一个名为com.itcast.mongodb包，并在该包下创建MongoUtils.java文件，该文件用于编写Java连接MongoDB数据库的工具类。

    在这里插入图片描述

    package com.itcast.mongodb;

import com.mongodb.client.MongoClient;
import com.mongodb.client.MongoClients;
import com.mongodb.client.MongoDatabase;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;

public class MongoUtils {
    private static Properties properties;
    private static MongoDatabase mongoDatabase;
    private static String host;
    private static int port;
    private static InputStream stream = null ;
    private static String dbname;

    //创建一个静态代码块，用于初始化工具类中的静态变量，该静态代码块在类的加载过程中初始化阶段执行而且只执行一次
    static{
        if (properties == null){
            //判断properties对象是否为空，空则new一个出来
            properties = new Properties();
        }

        try {
            //创建字节流输入对象用来接受配置文件中的参数
            stream = MongoUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("mongodb.properties");
            properties.load(stream);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        host = properties.getProperty("host");
        port = Integer.parseInt(properties.getProperty("port"));
        dbname = properties.getProperty("dbname");

    }
    //定义一个getMongoClient方法，用来获取数据库连接对象
    public static com.mongodb.client.MongoClient getMongoClient(){
        String addr = "mongodb://"+host+":"+port;
        return MongoClients.create(addr);
    }

    //定义一个getMongoConn方法，用来实现连接指定的mongo数据库
    public static MongoDatabase getMongoConn(){
        MongoClient mongoClient = getMongoClient();
        mongoDatabase = mongoClient.getDatabase(dbname);
        return mongoDatabase;
    }

}

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    11-14行：声明连接MongoDB所需要的成员对象和成员变量
    17-39行：创建一个静态代码块–>初始化工具类中的静态变量
    41-46行：定义getMongoClient()方法–>获取MongoDB数据库的连接对象，即MongoClient
    49-52行：定义getMongoConn()方法–>连接指定的MongoDB数据库

    3、创建JAVA测试类，查看数据库

    注意运行测试类时NoSQL处于打开状态
    在项目nosql_chapter3目录/src/test/java下创建一个名为TestMongo.java的文件，该文件用于编写Java连接并操作MongoDB数据库的测试类。

    在这里插入图片描述

    运行测试类前的数据库：

    在这里插入图片描述

    import com.itcast.mongodb.MongoUtils;
import com.mongodb.client.*;
import com.mongodb.client.model.Filters;
import org.bson.Document;
import org.junit.Test;
import java.util.Date;
public class TestMongo{
    private static MongoDatabase mongoDatabase;
    public static void main(String[] args){
        mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
    }
}

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    在TestMongo.java中，定义一个getDBs()方法，用于查看MongoDB中的所有数据库。

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@Test
    public void getDBs(){
        MongoClient mongoClient = MongoUtils.getMongoClient();
        MongoIterable<String>databaseNames = mongoClient.listDatabaseNames();
        for(String databaseName : databaseNames){
            System.out.println(databaseName);
        }
    }

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    4、创建、查看、删除集合。

    在TestMongo.java中，定义一个getCollection()方法，用于查看数据库articledb中的集合。

    @Test
    public void getCollection(){
        mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
        MongoIterable<String>listCollectionNames = mongoDatabase.listCollectionNames();
        for(String collectionName : listCollectionNames){
            System.out.println(collectionName.toString());
        }
    }

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    在TestMongo.java中，定义一个createCollection()方法，用于创建集合itcast。

    @Test
    public void createCollection(){
        mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
        mongoDatabase.createCollection("itcast");
    }

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    在TestMongo.java中，定义一个dropCollection()方法，用于删除集合itcast。

    @Test
    public void dropCollection() {
        mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
        MongoCollection<Document> itcast = mongoDatabase.getCollection("itcast");
        itcast.drop();
    }

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    5、查看、插入、更新、删除文档。

    在TestMongo.java中，定义一个findDocument()方法，用于查看文档，即查看集合comment中的文档。

    @Test
    public void findDocument(){
        mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
        MongoCollection<Document>comment = mongoDatabase.getCollection("comment");
        FindIterable<Document>documents = comment.find();
        for(Document document : documents){
            System.out.println(document);
        }
    }

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    在TestMongo.java中，定义一个insertOneDocument()方法，用于插入单个文档，即在集合comment中插入一个文档。

    @Test
    public void insertOneDocument(){
        mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
        MongoCollection<Document>comment = mongoDatabase.getCollection("comment");
        Document document = new Document("_id","7").append("articleid","100001")
                .append("content","吃饭前，先喝杯水或一碗汤，可减少饭量，对控制体重有帮助")
                .append("userid","1007")
                .append("nickname","玛丽莲·梦露")
                .append("age","18")
                .append("phone","13937165554")
                .append("createdatetime",new Date())
                .append("likenum","8888")
                .append("state","null");
        comment.insertOne(document);
    }

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    在TestMongo.java中，定义一个updateDocument()方法，用于更新文档，即更新集合comment中的文档。

    @Test
    public void updateDocument(){
        mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
        MongoCollection<Document>comment = mongoDatabase.getCollection("comment");
        Document document = new Document("content","饭后半小时最好不要喝大量的水，以免冲淡胃液，稀释胃酸，损害消化功能");
        comment.updateOne(Filters.eq("content","吃饭前，先喝杯水或一碗汤，可减少饭量，对控制体重有帮助"),new Document("$set",document));
    }

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    在TestMongo.java中，定义一个deleteDocument()方法，用于删除文档，即删除集合comment中的文档。

    @Test
    public void deleteDocument(){
        mongoDatabase = MongoUtils.getMongoConn();
        MongoCollection<Document>comment = mongoDatabase.getCollection("comment");
        comment.deleteOne(Filters.eq("_id","7"));
    }


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    3.9 使用Python操作MongoDB

    1、搭建Python环境

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    2、创建Python项目

    在这里插入图片描述

    3、查看数据库
    4、创建、查看、删除集合
    5、查看、插入、更新、删除文档

    注意测试时打开MongoDB
    分开测试也行，下面写进一个.py文件：

    from pymongo import MongoClient
class Test:
    def __init__(self):
        self.client=MongoClient('127.0.0.1',27017)
        print(self.client)

	#查看数据库
    def getDBs(self):
        dbs=self.client.list_database_names()
        for db in dbs:
            print(db)
            
	#查看集合
    def getColl(self):
        articledb=self.client["articledb"]
        collections=articledb.list_collection_names()
        for collections in collections:
            print(collections)
            
	#创建集合
    def createColl(self):
        articledb=self.client["articledb"]
        articledb.create_collection("itcast")
        
	#删除集合
    def dropColl(self):
        articledb = self.client["articledb"]
        articledb.drop_collection("itcast")
        
	#查看文档
    def findDoc(self):
        self.articledb=self.client["articledb"]
        comment=self.articledb["comment"]
        documents=comment.find()
        for document in documents:
            print(document)
            
	#插入文档
    def insertOneDoc(self):
        self.articledb=self.client["articledb"]
        comment=self.articledb["comment"]
        newDoc={
            "_id":"7",
            "articleid":"100001",
            "content":"脱水会使人精疲力尽，而喝水可以使人精神饱满",
            "userid": "1007",
            "nickname": "咫尺天涯间",
            "age": "25",
            "phone": "13937165554",
            "createdatetime": "new Date()",
            "likenum": "999",
            "state": "1"
        }
        comment.insert_one(newDoc)

	#更新文档
    def updateDoc(self):
        self.articledb=self.client["articledb"]
        comment=self.articledb["comment"]
        comment.update_one({"content":"脱水会使人精疲力尽，而喝水可以使人精神饱满"},{"$set":{"content":"吃饭前，先喝一杯水或一碗汤，可减少饭量，对控制体重有明显帮助"}})

	#删除文档
    def deleteDoc(self):
        self.articledb = self.client["articledb"]
        comment = self.articledb["comment"]
        comment.delete_one({"nickname":"咫尺天涯间"})

if __name__=='__main__':
    test=Test()
    # 每次运行解除一条注释即可
    # test.getDBs()
    # test.getColl()
    # test.createColl()
    # test.dropColl()
    # test.findDoc()
    # test.insertOneDoc()
    # test.updateDoc()
    # test.deleteDoc()

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    3.10 使用Robo 3T操作MongoDB

    1、安装Robo 3T

    在这里插入图片描述

    2、连接MongoDB，查看、创建、删除数据库

    注意运行时打开MongoDB

    在这里插入图片描述
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    右击“New Connection”–>“Create Database”
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    右击数据库“itcase”–>“Drop Database”
    在这里插入图片描述

    3、创建、查看、删除集合

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    4、查看、插入、更新、删除文档

    在这里插入图片描述
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    {
    "_id":"7",
    "articleid":"100001",
    "content":"下午两三点的时候，冲一杯绿茶给自己，既提神醒脑，又能抵抗辐射",
    "userid":"1007",
    "nickname":"超甜的布丁",
    "age":"20",
    "phone":"13837361114",
    "createdatetime":"new Date()",
    "likenum":"222",
    "state":"null"
}

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    没有同步的话刷新一下

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    db.getCollection('comment').update(
    // query 
    {
        "content":"下午两三点的时候，冲一杯绿茶给自己，既提神醒脑，又能抵抗辐射"
    },
    
    // update 
    {
        $set:{"content":"吃饭前，先喝一杯水或一碗汤，可减少饭量，对控制体重有明显的帮助"}
    },
    
    // options 
    {
        "multi" : false,  // update only one document 
        "upsert" : false  // insert a new document, if no existing document match the query 
    }
);

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    3.11 用户访问控制

    为了提高MongoDB数据库中数据的安全性，需要开启用户访问控制（即用户验证），否则每个人都可以访问数据

    MongoShell是这个：在这里插入图片描述

    1、创建管理员用户

    在这里插入图片描述

    db.createUser({user:"itcastAdmin",pwd:passwordPrompt(),roles:[{role:"userAdminAnyDatabase",db:"admin"}]})

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    2、开启用户访问控制

    在MongoDB未对用户分配角色之前，用户是无法链接并访问MongoDB的，因此做以下配置：
    我的路径为：D:\mongodb\conf\mongod.conf

    在这里插入图片描述

    然后重启MongoDB

    在这里插入图片描述

    db.auth("itcastAdmin",passwordPrompt())

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    在这里插入图片描述

    3、使用Robo 3T访问MongoDB
    4、创建、查看用户，添加用户角色，修改用户信息
    5、删除用户角色、修改用户密码、删除用户

    第4章 MongoDB副本集

    第5章 MongoDB分片

    第6章 MongoDB GridFS

    第7章 键值对存储数据库Redis

    第8章 列式存储数据库HBase

    第9章 图形存储数据库Neo4j

    第10章 综合案例–二手房交易数据分析系统

    二、课后答案

    第1章 初识NoSQL

    第2章 文档存储数据库MongoDB

    第3章 MongoDB数据库操作

    第4章 MongoDB副本集

    第5章 MongoDB分片

    第6章 MongoDB GridFS

    第7章 键值对存储数据库Redis

    第8章 列式存储数据库HBase

    第9章 图形存储数据库Neo4j

    第10章 综合案例–二手房交易数据分析系统

    Reference

    1.NOSQL数据库习题/CSDN@煮酒、

    2.NOSQL——第三章/CSDN@煮酒、

    3.【NoSQL数据库技术与应用】-- MongoDB数据库操作/CSDN@⚆Pearl

    4.Maven的安装和环境变量配置/CSDN@头秃怎么办

    5.idea2020.1配置maven/CSDN@淡忘_Java

    6.Maven 教程之 pom.xml 详解/知乎@小知

    7.【Maven】pom.xml教程/CSDN@Hackyle

    8.解决idea中maven项目的pom文件不会自动下载jar包问题 + 更新不完整依赖命令/CSDN@程序猿秃头之路

    9.Java API操作MongoDB/CSDN@极世界

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    kubeadm + containerd 部署 k8s-v1.23.3(含证书升级)
  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_52034760/article/details/127683018