本文旨在解决MongoDB聚合管道中使用$sum操作符计算嵌套在数组中的数值元素之和时，意外返回0的问题。通过分析问题原因，并提供使用$map和$reduce操作符的两种解决方案，帮助开发者正确计算数组元素的总和。
在MongoDB的聚合管道中，使用$sum操作符计算数组元素的总和是一个常见的需求。然而，当数组嵌套在更深层的文档结构中时，直接使用$sum可能会遇到问题，导致返回错误的结果，例如0。这是因为$sum操作符在处理嵌套数组时，需要正确指定要进行求和的数组路径。
以下将通过示例数据，详细解释问题的原因，并提供两种解决方案：使用$map和$reduce操作符。
示例数据
假设我们有如下的MongoDB文档结构：
{
"_id": "2023-04-08",
"dailyNotes": [
{
"therapyDiscipline": "PT",
"individual": [
60,
45,
30,
75,
55
],
"concurrent": [
69
],
"coTreat": [
67
]
},
{
"therapyDiscipline": "YT",
"individual": [
2,
4
]
}
]
}我们的目标是计算dailyNotes数组中每个元素的individual数组的元素之和。
问题分析
直接使用$sum操作符，例如：
{
$group: {
_id: '$_id',
individual: {
$sum: '$dailyNotes.individual'
}
}
}或
{
$project: {
individual: {
$sum: '$dailyNotes.individual'
}
}
}都可能返回0。这是因为这些语句尝试直接对dailyNotes.individual进行求和，而MongoDB可能无法正确解析这种嵌套的数组结构。
解决方案一：使用$map操作符
$map操作符可以遍历数组，并对每个元素应用指定的表达式。我们可以使用$map遍历dailyNotes数组，并对每个元素的individual数组使用$sum操作符。
db.collection.aggregate([
{
$project: {
_id: 1,
dailyNotes: {
$map: {
input: "$dailyNotes",
in: { individual: { $sum: "$$this.individual" } }
}
}
}
}
])代码解释：
- $project: 用于选择和重塑文档的字段。
- _id: 1: 保留_id字段。
- dailyNotes: 使用$map操作符处理dailyNotes数组。
- input: "$dailyNotes": 指定要遍历的数组。
- in: { individual: { $sum: "$$this.individual" } }: 对dailyNotes数组中的每个元素（用$$this表示），计算其individual数组的元素之和，并将结果存储在新的individual字段中。
解决方案二：使用$reduce操作符
$reduce操作符也可以遍历数组，并将数组元素累积到一个单一的值。我们可以使用$reduce遍历dailyNotes数组，并累积每个元素的individual数组的元素之和。
db.collection.aggregate([
{
$project: {
_id: 1,
dailyNotes: {
$reduce: {
input: "$dailyNotes",
initialValue: [],
in: { $concatArrays: [ "$$value", [ { individual: { $sum: "$$this.individual" } } ] ] }
}
}
}
}
])代码解释：
- $project: 用于选择和重塑文档的字段。
- _id: 1: 保留_id字段。
- dailyNotes: 使用$reduce操作符处理dailyNotes数组。
- input: "$dailyNotes": 指定要遍历的数组。
- initialValue: []: 初始化累加器的值为一个空数组。
- in: { $concatArrays: [ "$$value", [ { individual: { $sum: "$$this.individual" } } ] ] }: 对dailyNotes数组中的每个元素（用$$this表示），计算其individual数组的元素之和，并将结果作为一个新的对象 { individual: sum } 添加到累加器数组中。$concatArrays 用于将新的对象添加到累加器数组。
注意事项
- 在使用$map或$reduce操作符时，确保正确指定要进行求和的数组路径。
- 根据实际的数据结构和需求，选择合适的解决方案。$map通常更简洁易懂，而$reduce则更灵活，可以处理更复杂的累积逻辑。
总结
当在MongoDB聚合管道中使用$sum操作符计算嵌套数组的元素之和时，如果遇到返回0的问题，可以尝试使用$map或$reduce操作符来解决。 这两种操作符都提供了遍历数组并对每个元素应用表达式的能力，从而可以正确计算嵌套数组的元素之和。 选择哪种操作符取决于具体的场景和需求。
