Mongodb聚合操作$isNumber

又是mongodb集合的不强制文档具有相同一致的结构产生的问题。Mongodb这种特点，确实带来了灵活强大的优势，但Mongodb的一些操作符和特性看起来在为这种灵活的结构买单。

这次有两个问题。某一个气温监控系统，采用了不同的传感器厂家生产的系统，不同厂家返回的温度数据有不同的类型，有数字类型的，有字符类型的。还有的传感器损坏，返回来了空数据。

另外一个问题是学生在学校考试当中取得的成绩。不同课程成绩按照不同的录入方式进入到系统。有的按照分数评级，录入了ABCDF这五个等级。而有的课程录入了学生绩点。现在到了评奖学籍的时候，要计算学生成绩绩点的平均值。这个为难坏了工程师。

Mongodb聚合操作用，方法$isNumber来判断字段值或表达式的返回值是否为数字类型。

定义

$isNumber，判断指定表达式返回值的类型是否是数字类型。若返回数据类型是Integer, Decimal, Double, Long当中的一种，$isNumber返回true，其他的非数字类型，null或文档没有该字段，则返回false。

$isNumber使用下面的语法来判断表达式的值。其中expression是任何一个可用的表达式。

{$isNumber: <expression>}

应用

判断字段值是否为数字类型

有一个传感器表格，记录了下面的信息。其中reading字段中有各种数据类型。

db.sensors.insertMany([
    {"_id": 1, "reading": NumberDecimal("26.0") },
    {"_id": 2, "reading": NumberLong(25.0) },
    {"_id": 3, "reading": NumberInt(24) },
    {"_id": 4, "reading": 24.0 },
    {"_id": 5, "reading": "24" },
    {"_id": 6, "reading": [ NumberDecimal(26)] }
])

使用聚合查询，为查询结果添加新字段isNumber, 并返回reading字段的类型

db.sensors.aggregate([{
    $addFields: { //在聚合查询中添加新字段isNumber和type
        isNumber: {$isNumber: "$reading"}, //判断reading字段是否为数字类型
        type: {$type: "$reading"}
    }
}])

/* 1 */
{
	"_id" : 1,
	"reading" : Decimal128("26.0"),
	"isNumber" : true,
	"type" : "decimal"
},

/* 2 */
{
	"_id" : 2,
	"reading" : Long("25"),
	"isNumber" : true,
	"type" : "long"
},

/* 3 */
{
	"_id" : 3,
	"reading" : 24,
	"isNumber" : true,
	"type" : "int"
},

/* 4 */
{
	"_id" : 4,
	"reading" : 24,
	"isNumber" : true,
	"type" : "int"
},

/* 5 */
{
	"_id" : 5,
	"reading" : "24",
	"isNumber" : false,
	"type" : "string"
},

/* 6 */
{
	"_id" : 6,
	"reading" : [ Decimal128("26") ],
	"isNumber" : false,
	"type" : "array"
}

依据$isNumber的结果修改返回字段值

学生成绩表grade中包含了学生成绩信息。其中grade字段保存了两种数据类型，一种是字符类型的ABCDF，另一种数字类型的绩点成绩。

db.grades.insertMany([{
    "student_id": 457864153,
    "class_id": "M044",
    "class_desc": "Introduction to MongoDB 4.4",
    "grade": "A"
},{
    "student_id": 457864153,
    "class_id": "M103",
    "class_desc": "Basic Cluster Administration",
    "grade": 3.0
},{
    "student_id": 978451637,
    "class_id": "M320",
    "class_desc": "MongoDB data Modeling",
    "grade": "C"
},{
    "student_id": 978451637,
    "class_id": "M001",
    "class_desc": "MongoDB Basics",
    "grade": 4.0
}])

现在需要计算两个学生的平均绩点。

为查询结果添加新字段points表示学生的绩点
使用$isNumber判断grade字段是否为数字类型，当为数字类型是，直接返回给points字段，如果不是数字类型，按照等级对应关系返回给points字段。 A-4.0，B-3.0，C-2.0，D-1.0，F-0.0.

db.grades.aggregate([{
    $addFields: {
        "points": {
            $cond: { 
                if: {$isNumber: "$grade" }, 
                then: "$grade", 
                else:  {
                 $switch: {
                   branches: [
                      { case: {$eq: ["$grade","A"]}, then: 4.0 },
                      { case: {$eq: ["$grade","B"]}, then: 3.0 },
                      { case: {$eq: ["$grade","C"]}, then: 2.0 },
                      { case: {$eq: ["$grade","D"]}, then: 1.0 },
                      { case: {$eq: ["$grade","F"]}, then: 0.0 },
                   ]
                 }   
                }
            }
        }
    }
},{
    $group: { 
        _id: "$student_id",
        GPA: {
            $avg: "$points"
        }
    }
}])

运行聚合查询，返回结果

/* 1 */
{
	"_id" : 978451637,
	"GPA" : Double("3")
},

/* 2 */
{
	"_id" : 457864153,
	"GPA" : 3.5
}