$elemMatch: matcha underdokument i arrayer

Det är vanligt i MongoDB att lagra arrayer med inbäddade underdokument – objekt med flera fält – i ett överordnat dokument. Exempel är order som innehåller orderrader, användare med flera adresser eller studenter med poäng per ämne. Det krävs omsorg vid frågor mot dessa strukturer för att undvika problemet med spridda fält, där villkor matchas över olika arrayelement.

När Ni filtrerar en array med underdokument genom att direkt använda fält med punktnotation, tillämpar MongoDB varje villkor oberoende på valfritt element i arrayen. Frågan { 'scores.subject': 'math', 'scores.grade': 'A' } skulle matcha ett dokument om något element har subject='math' OCH något (eventuellt ett annat) element har grade='A'. Detta beteende, som ger falska positiva träffar, är problemet med spridda fält.

$elemMatch är lösningen: den begränsar alla villkor så att de matchar samma enskilda arrayelement. MongoDB returnerar endast ett dokument om minst ett element i arrayen samtidigt uppfyller alla villkor i blocket $elemMatch. Detta är det korrekta sättet att fråga efter arrayer med underdokument och flera villkor.

Ni kan använda vilken MongoDB-frågeoperator som helst inuti $elemMatch, inklusive intervalloperatorer som $gt, $lte och $in. Det gör att Ni kan uttrycka villkor som ”hitta ett element där poängen ligger mellan 80 och 100 OCH ämnet är matematik” – villkor som måste vara sanna för ett specifikt element.

Ni kan negera ett $elemMatch-villkor med $not för att hitta dokument där inget arrayelement uppfyller alla villkor. Exempelvis betyder ”hitta studenter som INTE har ett A i matematik” att ”inget element uppfyller både subject=math och grade=A”. Detta är mer precist än att kontrollera { 'scores.grade': { $ne: 'A' } }, vilket skulle utesluta studenter som har ett A i något ämne.

$elemMatch kan även användas i projektionen (det andra argumentet till find()) för att endast returnera det första arrayelementet som matchar ett villkor. När den används i en projektion kallas den projektionsoperatorn $elemMatch (samma namn, men ett annat sammanhang). Den returnerar högst ett matchande element per dokument.

Det finns två sätt att projicera ett enskilt matchande arrayelement: $elemMatch-projektionen (i projektionsobjektet) låter Er ange ett annat filter än frågefiltret, medan den positionella $-operatorn returnerar det första element som matchades av själva frågefiltret. Använd $elemMatch i projektionen när frågefiltret och elementet Ni vill projicera skiljer sig åt.

MongoDB stöder frågor mot arrayer av arrayer och djupt nästlade underdokument med kedjad punktnotation. $elemMatch tillämpas dock endast på en nivå åt gången. För frågor mot arrayer som är nästlade i arrayer behöver Ni kedja flera $elemMatch-operatorer eller strukturera om schemat för att undvika överdriven nästling.

Ett multikey-index på arrayfältet stöder $elemMatch-frågor. MongoDB använder indexet för att begränsa kandidatdokumenten utifrån de indexerade fältvärdena och tillämpar sedan hela $elemMatch-villkoret för att bekräfta varje kandidat. För att maximera indexets effektivitet bör Ni inkludera det mest selektiva fältet i Ert $elemMatch-villkor i indexet.

Ni kan använda $exists och $type inuti $elemMatch för att hitta arrayelement som har valfria fält eller motsvarar en specifik BSON-typ. Detta är användbart för heterogena arrayer där inte alla element har samma struktur – något som är vanligt vid migrering av äldre data eller i flexibla scheman för händelseloggar.

Ett praktiskt användningsområde för $elemMatch är e-handel: att hitta order som innehåller en orderrad för en specifik produkt med en kvantitet över ett tröskelvärde. Utan $elemMatch skulle villkoren spridas över olika orderrader och ge falska positiva träffar.

I den här lektionen har Ni lärt Er att $elemMatch i frågor kräver att alla villkor matchar ett enda arrayelement, vilket löser problemet med spridda fält, att $elemMatch i projektion endast returnerar det första matchande elementet och att multikey-index stöder $elemMatch-frågor effektivt. Nästa steg är arrayoperatorer för uppdatering.