數據庫——MongoDB

一、介紹

1. MongoDB 概述

MongoDB 是一款由 C++ 語言編寫的開源 NoSQL 數據庫，采用分布式文件存儲設計。作為介于關系型和非關系型數據庫之間的產品，它是 NoSQL 數據庫中最接近傳統關系數據庫的解決方案，同時保留了 NoSQL 的靈活性和擴展性。

核心特性：

  • 文檔導向存儲：數據以類似 JSON 的 BSON 格式存儲

  • 無固定表結構：不需要預先定義嚴格的表結構

  • 多語言支持：提供 Python、Node.js、Java、C++、PHP、C# 等主流語言的驅動

  • 應用場景廣泛：適用于大數據、內容管理、持續交付、移動應用、社交網絡、用戶數據管理等領域

2. MongoDB 相對于關系型數據庫(RDBMS)的優勢

優勢說明
靈活的數據模型無固定結構，數據結構為鍵值對(key:value)形式，文檔類似 JSON 對象
嵌套數據支持字段值可包含其他文檔、數組及文檔數組，使數據結構更清晰
無復雜關聯不需要維護表與表之間的內在關聯關系，簡化數據模型
強大的查詢能力提供類似 SQL 的豐富查詢功能，支持基于文檔的動態查詢
高性能與可擴展易于調優和擴展，具備高性能、高可用性和可伸縮性特性
對象映射自然應用程序對象與數據庫對象呈現天然對應關系
存儲方式靈活支持基于內存或硬盤文件的存儲方式
完善的特性支持提供豐富的查詢操作、索引支持，4.0+版本支持多文檔事務

3. SQL 與 MongoDB 核心概念對比

SQL 術語MongoDB 術語說明
數據庫 (Database)數據庫 (Database)數據存儲的最高層級
表 (Table)集合 (Collection)數據記錄的容器
行/記錄 (Row)文檔 (Document)單條數據記錄，采用 JSON 結構
列/字段 (Column)字段/鍵 (Field)數據記錄的屬性
主鍵 (Primary Key)對象ID (ObjectId)默認主鍵格式為?_id: ObjectId("...")
索引 (Index)索引 (Index)加速查詢的數據結構

4. 適用場景推薦

MongoDB 特別適合以下場景：

  • 需要快速迭代開發的項目

  • 數據結構頻繁變化的業務

  • 處理大量非結構化或半結構化數據

  • 需要水平擴展的高流量應用

  • 內容管理系統和博客平臺

  • 實時分析和數據處理

傳統 SQL 仍更適合：

  • 需要復雜事務處理的應用

  • 數據結構高度規范化的場景

  • 已有成熟的關系型數據模型

提示：MongoDB 4.0+ 已支持多文檔 ACID 事務，但在復雜事務場景下仍需謹慎評估性能影響。

?

二、MongoDB基本操作

1.庫管理

顯示所有數據庫列表：空數據庫不會顯示，或者說空數據庫已經被MongoDB回收了。

show dbs
show databases

切換數據庫，如果數據庫不存在則創建數據庫

use <database>

查看當前工作的數據庫

db //是db.getName()的簡寫

刪除當前數據庫，如果數據庫不存在，也會返回{"ok":1}

use <db>    // 先切換到要刪除的數據庫種，然后才能刪除數據庫
db.dropDatabase()

查看當前數據庫狀態

db.stats()

在 MongoDB 中，最重要的核心是文檔，如果一個庫或者一個庫下的集合中的文檔全部被刪除了，則這個庫和這個集合就會 MongoDB回收刪除。

2.集合管理

創建集合

在 mongodb 中其實不需要專門創建集合，直接添加文檔，mongodb 也會自動生成集合

// name 為必填參數，options為可選參數。capped若設置值為true，則size必須也一并設置
db.createCollection(name=<集合名稱>,options={capped:<boolean>,    // 創建固定集，固定集指限制固定數據大小的集合，當數據達到最大值會自動覆蓋最早的文檔內容size:<bytes_size>,    // 指定固定集合存儲的最大字節數，單位：字節數max:<collection_size>    // 指定固定集合中包含文檔的最大數量，單位：字節數})；// 添加文檔到不存在的集合中，mongodb會自動創建集合，
// db.<集合名稱>.insert(要存儲的json數據)use book_info
db.courses.insert({"name":"python入門","price":31.4})
集合列表
show collections    // 或 show tables 或 db.getCollectionNames()
刪除集合
db.集合名稱.drop()
查看集合
db.getCollection("集合")
db.集合名稱
查看集合創建信息
db.printCollectionStats()

三、文檔管理

1.數據類型

類型描述
ObjectID用于存儲文檔的ID，相當于主鍵，區分文檔的唯一字段，MongoDB中就是一個對象的返回值
String字符串是最常用的數據類型，MongoDB中的字符串必須是UTF-8.
Integer整數類型用于存儲數值。整數可以是32位，也可以是64位，這取決于你的服務器。
Double雙精度類型用于存儲浮點值，MongoDB中沒有float浮點數這個說法
Boolean布爾類型用于存儲布爾值：true/false
Arrays將數組、列表或多個值存儲到一個鍵
Timestamp時間戳，用于記錄文檔何時被修改或創建。Date()，Timestamp(),ISODate()
Object

用于嵌入文檔, 相當于子屬性是另一個json文檔而已，這種方式就可以實現嵌套

Null

空值，相當于python的None

Symbol

與字符串用法相同，常用于某些使用特殊符號的語言，二進制

Date

用于以UNIX時間格式存儲當前日期或時間。

Binary data二進制數據，常用于保存文件的內容，往往是圖片，數據本身。
Code用于將 JavaScript代碼存儲到文檔中
Regular expression正則表達式

2.添加文檔

文檔的數據結構和JSON基本一樣。所有存儲在集合中的數據在內部存儲的格式都是BSON格式。

BSON是一種類似 JSON 的二進制形式的存儲格式，是 Binary JSON 的簡稱。

//添加文檔
//方式1
db.<集合名稱>.insert(<document>) // document就是一個json格式的數據//方式2
db.<集合名稱>.insertOne(<document>) // 如果文檔存在_id主鍵為更新數據，否則就添加數據。//方式3
//一次性添加多個文檔，多次給同一個集合
db.<集合名稱>.insertMany([<document>,<document>,...])
use person// 添加一條數據
db.user_list.insert({"name":"老李", "age":33, "sex":true, "child":{"name":"小灰灰","age":3}});
// WriteResult({ "nInserted" : 1 })// 添加一條數據
db.user_list.insertOne({"name":"小張", "age":18, "sex":true});
// {
// 	"acknowledged" : true,
// 	"insertedId" : ObjectId("605021e6d5c7a55cc95c1cb7")
// }// 添加多條數據
document1 = {"name":"小藍", "age":16}
document2 = {"name":"小廣", "age":16}
db.user_list.insertMany([document1, document2]);// {
// 	"acknowledged" : true,
// 	"insertedIds" : [
// 		ObjectId("60502235d5c7a55cc95c1cba"),
// 		ObjectId("60502235d5c7a55cc95c1cbb")
// 	]
// }
db.user_list.find()

3.刪除文檔

// 方式1
db.<集合名稱>.remove(<query>,  // remove的條件，一般寫法：{"屬性":{條件:值}}，如果不填寫條件，刪除所有文檔{justOne: <boolean>,      // 可選刪除，是否只刪除查詢到的第一個文檔，默認為false，刪除所有writeConcern: <document> // 可選參數，拋出異常的級別。}
)// 方式2: 刪除一條數據
db.<集合名稱>.deleteOne(<query>,  // removed的條件，一般寫法：{"屬性":{條件:值}}，如果不填寫條件，刪除所有文檔{justOne: <boolean>,      // 可選刪除，是否只刪除查詢到的第一個文檔，默認為false，刪除所有writeConcern: <document> // 可選參數，拋出異常的級別。}
)
// 方式3：刪除多條數據
db.<集合名稱>.deleteMany(<query>,  // removed的條件，一般寫法：{"屬性":{條件:值}}，如果不填寫條件，刪除所有文檔{justOne: <boolean>,      // 可選刪除，是否只刪除查詢到的第一個文檔，默認為false，刪除所有writeConcern: <document> // 可選參數，拋出異常的級別。}
)
// 添加多條測試數據
document1 = {"name":"小黑", "age":16}
document2 = {"name":"小白", "age":16}
db.user_list.insertMany([document1, document2]);// 刪除滿足條件的第一條數據
// 條件 {"age":{$eq:16}}   相當于 age == 16
// db.user_list.remove({"age":{$eq:16}},{"justOne":true})
// 刪除滿足條件的所有數據，條件中$wq可以不寫
// db.user_list.remove({"age":16}); // 等于可以省略不寫，相當于 db.user_list.remove({"age":{$eq:16}});// 刪除一條
db.user_list.deleteOne({"age": 16})
// 刪除多條
db.user_list.deleteMany({"age": 16})

4.查詢文檔

// 獲取一條
db.集合名稱.findOne(<query>，     // 查詢條件，刪除、查詢、修改都需要條件、條件寫法基本一樣的。{<key>: 0, // 隱藏指定字段，例如："_id":0,<key>: 1, // 顯示指定字段，例如："title":1,....}
)
// 獲取多條
db.集合名稱.find(<query>,      // 查詢條件{<key>: 0, // 隱藏指定字段，例如："_id":0,<key>: 1, // 顯示指定字段，例如："title":1,....}
)// 以易讀的方式來格式化顯示讀取到的數據，只能在find方法后面使用。
db.集合名稱.find().pretty()
// 切換數據庫
use person// 添加測試數據
docs = [{"name": "小黃", "sex": 0, "age": 15, "mobile": "13301234568"},{"name": "小飛", "sex": 1, "age": 16, "mobile": "1351234568"},{"name": "小龍", "sex": 1, "age": 19, "mobile": "15001234568"},{"name": "小綿羊", "sex": 0, "age": 13, "mobile": "15001234568"}
]
db.user_list.insertMany(docs);// 查詢一條數據
db.user_list.findOne()  // 獲取集合中第一條數據
db.user_list.findOne({})  // 同上
db.user_list.findOne({},{_id:0})  // 獲取集合中第一條數據，并隱藏_id
db.user_list.findOne({},{_id:0, name:1, mobile:1})  // 獲取集合中第一條數據，只查詢文檔的name和mobile屬性的數據
db.user_list.findOne({name:"小飛"}, {_id:0, name:1, mobile:1})
db.user_list.findOne({name:"小龍", age:19})// 查詢多條數據
db.user_list.find()
db.user_list.find().pretty()
db.user_list.find({sex:1})
db.user_list.find({sex:0}, {_id:0, name:1, mobile:1})

5.比較運算

操作

格式

語法例子

SQL中的類似語句

等于

{<key>:<val>}

{<key>:{$eq:<val>}}

db.集合.find({"name":"xiaoming"})

where name = 'xiaoming'

小于

{<key>:{$lt:<val>}}

db.集合.find({"age":{$lt:17}})

where age < 17

小于或等于

{<key>:{$lte:<val>}}

db.集合.find({"age":{$lte:17}})

where age <= 17

大于

{<key>:{$gt:<val>}}

db.集合.find({"age":{$gt:17}})

where age > 17

大于或等于

{<key>:{$gte:<val>}}

db.集合.find({"age":{$gte:17}})

where age >= 17

不等于

{<key>:{$ne:<val>}}

db.集合.find({"age":{$ne:17}})

where age != 17

包含

{<key>:{$in:[<val>...]}}

db.集合.find({"age":{$in:[1,2,3]}})

where age in (1,2,3)

db.user_list.find({"age": {$lte:18}})  // 小于等于
db.user_list.find({"age": {$gte:18}})  // 大于等于
db.user_list.find({"age": {$in:[16,33]}})// 添加測試數據
db.user_list.insert({"name":"老王", "age":32, "sex":true, "child":{"name":"小王", "age":4}});
db.user_list.insert({"name":"老張", "age":33, "sex":true, "child":{"name":"小張", "age":5}});db.user_list.find({"child.age": {$gt:3}})
db.user_list.find({"child.age": {$in:[3, 5]}})

6.邏輯運算

$and

{<key>:<val>,<key>:<val>,...}

{$and: [{key:{$運算符:<val>}},....]}

db.集合.find({key1:value1, key2:value2})

$or

{$or: [{<key>: {$運算符:<val>}}, ....]}

db.集合.find({$or: [{key1: value1}, {key2:value2}]})

$and和$or

{<key>:<val>, $or: [{<key>: {<$運算符>:<val>}},...]}

{$and:[{$or:[{<key>:{<$運算符>:<val>}},..]},$or:[{<key>:{<$運算符>:<val>}},..]}]}

db.集合.find({key1:value1, $or: [{key1: value1}, {key2:value2}]})

$not

{<key>:{$not:{<$運算符>:<val>}}}

$not操作符不支持$regex正則表達式操作

// 查詢age=19 并且 sex=1
db.user_list.find({$and:[{"age":{$eq:19}},{"sex":{$eq:1}}]
})
// 簡寫：
db.user_list.find({$and:[{"age":19},{"sex":1}]
})
// 繼續簡寫；
db.user_list.find({"age":19, "sex":1})// 查詢age=16或者age=18
db.user_list.find({$or:[{"age":{$eq:16}},{"age":{$eq:18}}]
})// 查詢年齡!=16的
db.user_list.find({"age":{$not:{$eq:16}}})
db.user_list.find({"age":{$ne:16}})// 查詢age=33的男生 或者 age=19的男生
db.user_list.find({"sex":1,$or:[{"age":19},{"age":33}]
});db.user_list.find({"sex":1,"age":{$in:[19,33]}
});db.user_list.find({$or:[{$and:[{"sex":1},{"age":19}]},{$and:[{"sex":1},{"age":33}]},]
});db.user_list.find({$or:[{"sex":1,"age":19},{"sex":1,"age":33},]
});

?7.排序顯示

db.集合.find().sort({<key>:1})  // 升序，默認為升序，從小到大
db.集合.find().sort({<key>:-1}) // 倒序db.user_list.find().sort({age:-1});
db.user_list.find().sort({age:-1, sex:1});

8.字段投影

find()方法默認將返回文檔的所有數據，但是可以通過設置find()的第二個參數projection，設置值查詢部分數據。

// 只顯示人名
db.user_list.find({},{'name':1,'_id':0})

9.分頁查詢

limit方法用于限制返回結果的數量，skip方法用于設置返回結果的開始位置

// db.集合.find(...).limit(結果數量).skip(跳過數量）db.user_list.find({},{"_id":0,"name":1,"age":1}).sort({"age":1}).limit(5);
db.user_list.find({},{"_id":0,"name":1,"age":1}).sort("age":1}).limit(5).skip(5);

10.更新文檔

操作

語法

說明

$inc

db.集合.update({<key1>:<val1>},{$inc:{<key2>:<val2>}})

更新key1=val1的文檔中key2的值為val2，類似python的遞增遞減：{ $inc:{<key2>:-<val2>} }

$set

db.集合.update({<key1>:<val>}, {$set:{<key2>:<val2>}})

更新key1=val1的文檔中key2的值為val2，如果key2不存在則新增對應鍵值對

$unset

db.集合.update({<key1>:<val>}, {$unset:{<key2>:<val2>}})

移除key1=val1的文檔中key2=val2這個鍵值對

$push

db.集合.update({<key1>:<val>}, {$push:{<key2>:<val2>}})

給key1=val1的文檔中key2列表增加1個數組成員val2。key2必須是數組。

$pull

db.集合.update({<key1>:<val>}, {$pull:{<key2>:<val2>}})

與push相反，給key1=val1的文檔中key2列表刪除1個指定成員val2

$pop

db.集合.update({<key1>:<val>}, {$pop:{<key2>:<val2>}})

給key1=val1的文檔中key2列表移除第一個或最后一個成員。val2只能是1(最后面)或-1(最前面)，與python相反

// db.user_list.insert({"name":"老李", "age":33, "sex":true, "child":{"name":"小灰灰","age":3}});
// $inc
// 把老李的年齡加10歲
db.user_list.update({"name":"老李"},{$inc:{"age":10}}); // 更新一條
db.user_list.find({"name": "老李"})// 添加測試數據
documents = [{"name":"小明", "age":12},{"name":"小明", "age":20},
]
db.user_list.insertMany(documents)db.user_list.updateMany({"name":"小明"},{$inc:{"age":10}}); // 更新多條// 把老李的孩子年齡加10歲
db.user_list.update({"name":"老李"},{$inc:{"child.age":10}});// $set
//更新老李的手機號碼
db.user_list.update({"name":"老李"},{$set:{"mobile":"18012312312"}}); // 更新一條
// 更新老李孩子的手機號碼
db.user_list.update({"name":"老李"},{$set:{"child.mobile":"18012312312"}});// $unset
// 移除老李的性別鍵值對
db.user_list.update({"name":"老李"},{$unset:{"sex":true}});// $push
db.user_list.update({"name":"老李"},{$set:{"love":["TV","game"]}});
db.user_list.update({"name":"老李"},{$push:{"love":"code"}}); // 往列表屬性中追加成員// $addToSet 結合 $each 批量添加列表中的每一個元素
db.user_list.update({"name":"老李"},{$addToSet:{"love":{$each:["code","music","TV"]}}});// $pull
db.user_list.update({"name":"老李"},{$pull:{"love":"TV"}});// $pop
db.user_list.update({"name":"老李"},{$pop:{"love":-1}}); // 左邊移除列表的第一個成員
db.user_list.update({"name":"老李"},{$pop:{"love":1}}); // 右邊移除列表的最后一個成員// $rename 字段名重命名
db.user_list.update({"name":"老李"},{$rename:{"love":"lve"}});

?四、第三方客戶端-pymongo

1.概述

pymongo 是 MongoDB的一個 python 驅動程序，允許你使用 python 來操作 mongodb 數據庫。下面將為你介紹pymongo的基本使用，包括安裝、連接數據庫、創建集合、插入文檔、查詢文檔、更新文檔和刪除文檔。

2.連接數據庫

需要安裝pymongo：pip install pymongo

from pymongo import MongoClientclient = MongoClient('localhost', 27017)  # 連接到本地MongoDB
db = client['py_spider']  # 選擇或創建一個數據庫

3.文檔插入

插入數據時如果集合不存在則新建集合

from pymongo import MongoClientmongo_client = MongoClient()
collection = mongo_client['py_spider']['person']# 插入單個文檔
person_info = {"name": "John", "address": "長沙"}
collection.insert_one(person_info)# 插入多個文檔
person_info_list = [{"name": "Amy", "address": "上海"},{"name": "Hannah", "address": "南京"},{"name": "Joe", "address": "上海"}
]
collection.insert_many(person_info_list)

4.文檔查詢

使用find_one()方法查詢單個文檔，或者使用find()查詢滿足條件的多個文檔。

# 查詢單個文檔
query = {"name": "John"}
document = collection.find_one(query)
print(document)# 查詢多個文檔
query = {}
documents = collection.find(query)
for document in documents:print(document)

5.更新文檔

使用update_one()方法更新單個文檔，或者使用update_many()更新多個文檔。

# 更新單個文檔
query = {"name": "John"}
new_values = {"$set": {"address": "杭州"}}
collection.update_one(query, new_values)# 更新多個文檔
query = {"address": {"$regex": "上海"}}
new_values = {"$set": {"name": "Minnie"}}
collection.update_many(query, new_values)

6.刪除文檔

使用delete_one()方法刪除單個文檔，或者使用delete_many()刪除多個文檔。

# 刪除單個文檔
query = {"address": "杭州"}
collection.delete_one(query)# 刪除多個文檔
query = {"address": {"$regex": "^上"}}
collection.delete_many(query)

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前言 createStaticRouter 是 React Router 專為 服務端渲染&#xff08;SSR&#xff09; 設計的 API&#xff0c;用于在服務器端處理路由匹配和數據加載。它在構建靜態 HTML 響應時替代了客戶端的 BrowserRouter&#xff0c;確保 SSR 和客戶端 Hydration 的路由狀態一致。 一…
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qt 雙緩沖案例對比

qt 雙緩沖案例對比

雙緩沖 1.雙緩沖原理 單緩沖&#xff1a;在paintEvent中直接繪制到屏幕&#xff0c;繪制過程被用戶看到 雙緩沖&#xff1a;先在redrawBuffer繪制到緩沖區&#xff0c;然后一次性顯示完整結果 代碼結構 單緩沖&#xff1a;所有繪制邏輯在paintEvent中 雙緩沖&#xff1a;繪制…
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華為云AI開發平臺ModelArts

華為云AI開發平臺ModelArts

華為云ModelArts&#xff1a;重塑AI開發流程的“智能引擎”與“創新加速器”&#xff01; 在人工智能浪潮席卷全球的2025年&#xff0c;企業擁抱AI的意愿空前高漲&#xff0c;但技術門檻高、流程復雜、資源投入巨大的現實&#xff0c;卻讓許多創新構想止步于實驗室。數據科學家…
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ParaGraphX [特殊字符]

ParaGraphX [特殊字符]

https://github.com/stevechampion1/paragraphx 一個基于 JAX 的、為 CPU/GPU 加速而生的超高性能圖算法庫。 ParaGraphX 是一個實驗性的 Python 庫&#xff0c;旨在利用 JAX 的即時編譯 (JIT) 和大規模并行計算能力&#xff0c;為經典的圖算法提供驚人的性能提升。我們的目標…
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如何用4 種可靠的方法更換 iPhone(2025 年指南)

如何用4 種可靠的方法更換 iPhone(2025 年指南)

Apple 每年都會發布新版本的 iPhone。升級到新 iPhone 是一種令人興奮的體驗&#xff0c;但轉移所有寶貴數據的想法有時會讓人感到畏懼。幸運的是&#xff0c;我們準備了 4 種有效的更換 iPhone 的方法&#xff0c;讓你可以毫不費力地更換到你的新 iPhone。 此外&#xff0c;您…
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GitLab 拉取變慢的原因及排查方法

GitLab 拉取變慢的原因及排查方法

前言&#xff1a;在軟件開發的快節奏世界里&#xff0c;高效協作與快速交付是制勝關鍵。然而&#xff0c;當開發團隊興高采烈地投入工作&#xff0c;卻發現從GitLab拉取代碼的速度慢如蝸牛&#xff0c;那種沮喪感簡直能瞬間澆滅熱情。在分布式開發環境中&#xff0c;這種情況時…
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落水人員目標檢測數據集（貓臉碼客第253期）

落水人員目標檢測數據集（貓臉碼客第253期）

落水人員目標檢測&#xff1a;科技守護生命之舟 一、背景與意義 隨著人類海洋活動和水上活動的日益頻繁&#xff0c;海上與水域安全事故頻發。每年都會開展大量的海上救援行動&#xff0c;以搜救數以萬計的落難人員。在水上活動區域&#xff0c;如水庫、河道等&#xff0c;溺…
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