MongoDB中的【加减乘除】运算
很多同学因为对MongoDB不熟悉，加之应⽤的不是很多，有时候会认为MongoDB数据库对⼀些功能不⽀持，或者认为⽀持不好。今天我们 演⽰⼀下 MongoDB对“加减乘除”的使⽤。
在MongoDB数据库中“加减乘除”运算，⼜称为 数学表达式（mathematical expression；或算术表达式），主要⽤于操作数值。
1.$add操作符（+）
1.1 语法及功能介绍
$add 操作符主要⽤于将⼀组数字相加；也可以⽤于在指定时间上添加⼀定的时间间隔。时间间隔单位为milliconds（毫秒）。
$add操作符的语法：
{ $add: [ <expression1>, <expression2>, ... ] }
这个操作符接受⼀个或多个表达式作为参数，将这些表达式相加。
1.2 案例演⽰
例如我们有⼀个sales的集合， 其中有 商品类别 字段、商品价格 字段，商品服务费 字段。
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "fee" : 2, date: ISODate("2014-03-01T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : 20, "fee" : 1, date: ISODate("2014-03-01T09:00:00Z") }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "price" : 5, "fee" : 0, date: ISODate("2014-03-15T09:00:00Z") }
如果有个需求，要统计 商品 的 总费⽤（price + fee），那么其统计SQL 如下：
db.sales.aggregate(
[
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{ $project: { item: 1, total: { $add: [ "$price", "$fee" ] } } }
]
)
结果显⽰如下：
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "total" : 12 }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "total" : 21 }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "total" : 5 }
现在我们来看下在时间上的$add运算，例如，在上⾯的集合中，我们想看看商品的 有效⽇期 ，假如商品的有效⽇期是在现有的date字段数据 + 3天（注意时间参数的单位为毫秒）。
有效⽇期 命名为 expire_date，则相应的SQL如下：
db.sales.aggregate(
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[
{ $project: { item: 1, expire_date: { $add: [ "$date", 3*24*60*60*1000 ] } } }
]
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结果显⽰为 ：
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "expire_date" : ISODate("2014-03-04T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "expire_date" : ISODate("2014-03-04T09:00:00Z") }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "expire_date" : ISODate("2014-03-18T09:00:00Z") }ssta
注：此案例中有关时间的这种运算，在SQL Server 数据库中是通过函数 DATEADD(）来实现的。
2.$subtract操作符（－）
2.1 语法及功能介绍
$subtract操作符是$add的逆运算，它可以计算两个数值的差值；可以计算 2个⽇期时间的间隔；还可以在指定⽇期上减去指定的时间间隔。关于时间的计算，参数的单位都是milliconds（毫秒）。
$subtract操作符的语法
{ $subtract: [ <expression1>, <expression2> ] }
接受两个表达式作为参数，⽤第⼀个表达式减去第⼆个表达式作为结果。
2.2 案例演⽰
将案例1的集合 sales清空，插⼊以下数据
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "fee" : 2, "discount" : 5, "date" : ISODate("2014-03-01T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : 20, "fee" : 1, "discount" : 2, "date" : ISODate("2014-03-01T09:00:00Z") }
新的数据，添加了 商品打折 的字段 。如果此时统计商品的总费⽤，则需要 商品价格字段 + 服务费⽤字段 - 打折字段
SQL 语句如下
db.sales.aggregate( [ { $project: { item: 1, total: { $subtract: [ { $add: [ "$price", "$fee" ] }, "$discount" ] } } } ] )
统计结果显⽰如下
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "total" : 7 }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "total" : 19 }
关于时间的减法运算有2个场景
场景1 ：计算两个⽇期的时间间隔（统计单位为毫秒）
例如，我们计算sales中商品已⽣成存在的时间（现在的时间-集合中date字段）
db.sales.aggregate( [ { $project: { item: 1, dateDifference: { $subtract: [ new Date(), "$date" ] } } } ] )
结果显⽰为
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "dateDifference" : NumberLong("154747094624") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "dateDifference" : NumberLong("154743494624") }
注：此案例中关于时间的这种运算，在SQL Server 数据库中是通过函数 DATEDiff(）来实现的。
场景2：指定⽇期上减去⼀定的时间间隔
假如sales集合中的商品⼀般是规定提前3个⼩时package的(date字段 --3个⼩时)，那么我们来计算出 这个package_date
cosplayer实现SQL的语句如下
db.sales.aggregate( [ { $project: { item: 1, dateDifference: { $subtract: [ "$date", 3 * 60 * 60 * 1000 ] } } } ] )
结果显⽰如下
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "dateDifference" : ISODate("2014-03-01T05:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "dateDifference" : ISODate("2014-03-01T06:00:00Z") }geocaching
注：此案例中关于时间的这种运算，在SQL Server数据库中是通过函数 DATEADD(）来实现的。
3.$multiply操作符（*）
3.1 语法及功能介绍
$multiply操作符主要⽤来⼀组数值相乘。
$multiplyt操作符的语法
{ $multiply: [ <expression1>, <expression2>, ... ] }
接受⼀个或多个表达式，并将它们相乘。
3.2 案例演⽰
将案例2的集合 sales清空，插⼊以下数据
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "quantity": 2, date: ISODate("2014-03-01T08:00:00Z") }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : 20, "quantity": 1, date: ISODate("2014-03-01T09:00:00Z") }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "price" : 5, "quantity": 10, date: ISODate("2014-03-15T09:00:00Z") }
在这个商品销售集合中，有商品的价格字段，还有商品数量字段，我们需要统计出，每个商品的总额（商品价格*商品数据量）统计的SQL语句：
db.sales.aggregate(
[
{ $project: { item: 1, total_price: { $multiply: [ "$price", "$quantity" ] } } }
]
)
结果显⽰如下:
{ "_id" : 1, "item" : "abc", "total_price" : 20 }
{ "_id" : 2, "item" : "jkl", "total_price" : 20 }
{ "_id" : 3, "item" : "xyz", "total_price" : 50 }
4.$divide操作符（/）
4.1 语法及功能介绍
$divide操作符主要⽤来2个数字相除。
$divide操作符的语法为：
{ $divide: [ <expression1>, <expression2> ] }
接受两个表达式，将第⼀个表达式除以第⼆个表达式的商作为结果。
4.2 案例演⽰
例如我们有⼀个关于项⽬计划的集合planning ， 在这个集合中 有关于耗时的字段 hours，数据格式如下。
{ "_id" : 1, "name" : "A", "hours" : 80, "resources" : 7 },
{ "_id" : 2, "name" : "B", "hours" : 40, "resources" : 4 }
上⾯的数据是安照⼯时统计的，如果我们安照⼯作⽇统计（⼯时/8），其SQL语句如下：
db.planning.aggregate(
[
{ $project: { name: 1, workdays: { $divide: [ "$hours", 8 ] } } }
]
)
结果显⽰如下：
{ "_id" : 1, "name" : "A", "workdays" : 10 }
{ "_id" : 2, "name" : "B", "workdays" : 5 }
5 求余运算（$mod）
讲到除法运算，⾃然就会想到求余的运算（%），下⾯我们简单介绍以下求余运算符$mod。
5.1 语法及功能介绍
语法：
{ $mod: [ <expression1>, <expression2> ] }
接受两个表达式，将第⼀个表达式除以第⼆个表达式得到的余数作为结果。
5.2 案例演⽰
还是上⾯的关于任务计划的集合，上⾯有⼯时字段，还有任务字段，数据格式如下：
{ "_id" : 1, "project" : "A", "hours" : 80, "tasks" : 7 }
{ "_id" : 2, "project" : "B", "hours" : 40, "tasks" : 4 }
我们统计每个任务平均后，剩余的时间，SQL语句如下：
db.planning.aggregate(
[
{ $project: { remainder: { $mod: [ "$hours", "$tasks" ] } } }
]
)alphabetical
结果显⽰如下：
{ "_id" : 1, "remainder" : 3 }
{ "_id" : 2, "remainder" : 0 }
6.案例分析
在⽂章的最后⼀节，我们⽤⼀个例⼦，巩固⼀下上⾯的学习，同时引⼊另外⼀个知识点----逻辑表达式。
6.1 案例探究
假如有个⼤学教授想通过某种⽐较复杂的计算为他的学⽣打分：出勤率占10%，⽇常测验成绩占30%，期末考试成绩占60%，但如果是⽼师宠爱的学⽣，那么分数就是100.
关于学⽣students集合的数据格式如下
{ "_id" : 1, "sno" : 201501010001, "name" : "xiaoming", "attendanceAvg" : 90, "quizzAvg" : 95, "testAvg" : 98, "teacherPet" : true }
{ "_id" : 2, "sno" : 201501010002, "name" : "xiaoli", "attendanceAvg" : 100, "quizzAvg" : 90, "testAvg" : 90, "teacherPet" : fal }
{ "_id" : 3, "sno" : 201501010003, "name" : "xiaohong", "attendanceAvg" : 100, "quizzAvg" : 80, "testAvg" : 100, "teacherPet" : fal }
满⾜此教授⽼师需求的查询SQL语句如下：
db.students.aggregate(
[
{
$project:
{
"sno": 1, "name": 1,
grade:
{
$cond: ["$teacherPet", 100, {
"$add":
[
{ "$multiply": ["$attendanceAvg", .1] },
{ "$multiply": ["$quizzAvg", .3] },
{ "$multiply": ["$testAvg", .6] }
]
}]
}
}
}
]
)
查询的结果如下
{ "_id" : 1, "sno" : 201501010001, "name" : "xiaoming", "grade" : 100 }
个人电脑的英文缩写{ "_id" : 2, "sno" : 201501010002, "name" : "xiaoli", "grade" : 91 }
{ "_id" : 3, "sno" : 201501010003, "name" : "xiaohong", "grade" : 94 }
美味英文在本例中我们不仅⽤到了数学表达式$add,$$multiply，还⽤到了逻辑表达式$cond（if ⽼师宠爱的学⽣ 就100，否则 计算分数...）。下⾯，我们粗略讲解⼀下关于 MongoDB的逻辑表达式。
6.2 常⽤逻辑表达式
类
别
操作符语法功能⽤途
布尔表达式$and
{$and: [ <expression1>,
<expression2>, ... ]}如果所有表达式的值为true，那就返回true，否则返回fal。$or
{$or: [ <expression1>,
veaks<expression2>, ... ]}只要有任意表达式的值为true，那就返回true，否则返回fal。$not
{ $not: [ <expression> ] }
对expression取反。
