《MongoDB入门教程》第09篇 逻辑运算符

本文将会介绍 MongoDB 中的逻辑运算符，包括 $and、$or、$not 以及 $nor。

$and 运算符

$and 是一个逻辑查询运算符，可以基于一个或多个表达式执行逻辑 AND 操作。

$and 运算符的语法如下：

$and :[{expression1}, {expression2},...]
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如果所有的表达式结果都为 true，$and 运算符返回 true。

$and 运算符从左至右计算表达式的值，只要有一个表达式为 false，就会结束运算并返回 false。这种实现方法被称为短路运算（short-circuit evaluation）。

另外，当我们使用逗号分隔的表达式列表时，MongoDB 也会执行隐式逻辑 AND 操作：

{ field: { expression1, expression2, ... }
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接下来的示例我们将会使用 products 集合：

db.products.insertMany([
	{ "_id" : 1, "name" : "xPhone", "price" : 799, "releaseDate" : ISODate("2011-05-14T00:00:00Z"), "spec" : { "ram" : 4, "screen" : 6.5, "cpu" : 2.66 }, "color" : [ "white", "black" ], "storage" : [ 64, 128, 256 ] },
	{ "_id" : 2, "name" : "xTablet", "price" : 899, "releaseDate" : ISODate("2011-09-01T00:00:00Z"), "spec" : { "ram" : 16, "screen" : 9.5, "cpu" : 3.66 }, "color" : [ "white", "black", "purple" ], "storage" : [ 128, 256, 512 ] },
	{ "_id" : 3, "name" : "SmartTablet", "price" : 899, "releaseDate" : ISODate("2015-01-14T00:00:00Z"), "spec" : { "ram" : 12, "screen" : 9.7, "cpu" : 3.66 }, "color" : [ "blue" ], "storage" : [ 16, 64, 128 ] },
	{ "_id" : 4, "name" : "SmartPad", "price" : 699, "releaseDate" : ISODate("2020-05-14T00:00:00Z"), "spec" : { "ram" : 8, "screen" : 9.7, "cpu" : 1.66 }, "color" : [ "white", "orange", "gold", "gray" ], "storage" : [ 128, 256, 1024 ] },
	{ "_id" : 5, "name" : "SmartPhone", "price" : 599, "releaseDate" : ISODate("2022-09-14T00:00:00Z"), "spec" : { "ram" : 4, "screen" : 9.7, "cpu" : 1.66 }, "color" : [ "white", "orange", "gold", "gray" ], "storage" : [ 128, 256 ] },
	{ "_id" : 6, "name" : "xWidget", "spec" : { "ram" : 64, "screen" : 9.7, "cpu" : 3.66 }, "color" : [ "black" ], "storage" : [ 1024 ] }
])
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下面的示例使用 $and 运算符查找集合 products 中满足以下条件的文档：

• price 字段的值等于 899；
• 并且 field 字段包含“white”或者“black”。

db.products.find({
    $and: [{
        price: 899
    }, {
        color: {
            $in: ["white", "black"]
        }
    }]
}, {
    name: 1,
    price: 1,
    color: 1
})
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查询返回的文档如下：

[
  {
    _id: 2,
    name: 'xTablet',
    price: 899,
    color: [ 'white', 'black', 'purple' ]
  }
]
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以下示例使用 $and 运算符查找 price 字段值等 699 并且该字段存在的文档：

db.products.find({
    $and: [{
        price: 699
    }, {
        price: {
            $exists: true
        }
    }]
}, {
    name: 1,
    price: 1,
    color: 1
})
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输出结果如下：

[
  {
    _id: 4,
    name: 'SmartPad',
    price: 699,
    color: [ 'white', 'orange', 'gold', 'gray' ]
  }
]
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我们也可以使用隐式逻辑 AND 运算符实现相同的效果：

db.products.find({
    price: {
        $eq: 699,
        $exists: true
    }
}, {
    name: 1,
    price: 1,
    color: 1
})
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$exists 运算符用于判断指定字段是否存在。

$or 运算符

$or 是一个逻辑查询运算符，可以基于一个或多个表达式执行逻辑 OR 操作，返回至少满足一个表达式的文档。

$or 运算符的语法如下：

$or:[{expression1}, {expression2},...]
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下面的示例使用 $or 运算符查找集合 products 中价格等于 799 或者 899 的产品：

db.products.find({
    $or: [{
        price: 799
    }, {
        price: 899
    }]
}, {
    name: 1,
    price: 1
})
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查询返回的文档如下：

[
  { _id: 1, name: 'xPhone', price: 799 },
  { _id: 2, name: 'xTablet', price: 899 },
  { _id: 3, name: 'SmartTablet', price: 899 }
]
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以上示例使用了相同的字段进行过滤，因此我们也可以使用 $in 运算符：

db.products.find({
    price: {
        $in: [799, 899]
    }
}, {
    name: 1,
    price: 1
})
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下面的示例使用 $or 运算符查找价格小于 699 或者大于 799 的产品：

db.products.find({
    $or: [
        { price: {$lt: 699} },
        { price: {$gt: 799} }
    ]
}, {
    name: 1,
    price: 1
})
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输出结果如下：

[
  { _id: 2, name: 'xTablet', price: 899 },
  { _id: 3, name: 'SmartTablet', price: 899 },
  { _id: 5, name: 'SmartPhone', price: 599 }
]
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$not 运算符

$not 是一个逻辑查询运算符，可以将一个表达式的结果进行逻辑 NOT 运算，返回不满足条件的文档，包括那些不存在指定字段的文档。

$not 运算符的语法如下：

{ field: { $not: { <expression> } } }
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以下示例使用 $not 运算符查找 price 字段小于等于 699，或者不存在 price 字段的文档：

db.products.find({
    price: {
        $not: {
            $gt: 699
        }
    }
}, {
    name: 1,
    price: 1
})
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查询返回的文档如下：

[
  { _id: 4, name: 'SmartPad', price: 699 },
  { _id: 5, name: 'SmartPhone', price: 599 },
  { _id: 6, name: 'xWidget' }
]
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注意，{ $not: { $gt: 699 } } 的逻辑和 $lte 运算符不同。{ $lte : 699 } returns 返回的是 price 字段存在并且小于等于 699 的文档。

以下示例使用 $not 运算符查找 name 字段不匹配正则表达式 /^Smart+/ 的文档：

db.products.find({
    name: {
        $not: /^Smart+/
    }
}, {
    name: 1
})
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正则表达式 /^Smart+/ 匹配以“Smart”开头的字符串。查询返回的文档如下：

[
  { _id: 1, name: 'xPhone' },
  { _id: 2, name: 'xTablet' },
  { _id: 6, name: 'xWidget' }
]
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$nor 运算符

$nor 是一个逻辑查询运算符，可以基于一个或多个表达式执行逻辑 NOR 运算，返回不满足所有条件的文档。

$nor 运算符的语法如下：

{ $nor: [ { <expression1> }, { <expression2> },...] }
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以下示例使用 $nor 运算符查询价格不等于 899，并且颜色不包含“gold”的产品：

db.products.find({
    $nor :[
        { price: 899},
        { color: "gold"}
    ]
}, {
    name: 1,
    price: 1, 
    color: 1
})
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与 $not 运算符类似，$nor 运算符也会返回指定字段不存在的文档。

查询返回的结果如下：

{ "_id" : 1, "name" : "xPhone", "price" : 799, "color" : [ "white", "black" ] }
{ "_id" : 6, "name" : "xWidget", "color" : [ "black" ] }
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