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$stdDevSamp（聚合）

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定义

$stdDevSamp

5.0 版本中的更改。

计算输入值的样本标准偏差。如果这些值包含要概括总体数据的数据总体样本，则使用此值。 $stdDevSamp忽略非数值。

如果这些值代表整个数据总体，或者您不希望对更大的数据总体进行概括，请改用$stdDevPop 。

$stdDevSamp 可在以下阶段使用：

语法

用于$bucket 、 $bucketAuto 、 $group和$setWindowFields阶段时， $stdDevSamp采用以下语法：

{ $stdDevSamp: <expression> }

用于其他受支持的阶段时， $stdDevSamp采用以下两种语法之一：

  • $stdDevSamp 有一个指定的表达式作为其操作数：

    { $stdDevSamp: <expression> }

  • $stdDevSamp 有一个指定表达式组成的列表作为其操作数：

    { $stdDevSamp: [ <expression1>, <expression2> ... ]  }

$stdDevSamp的参数可以是任何表达式，只要它解析为数组即可。

有关表达式的更多信息，请参阅表达式。

行为

非数值

$stdDevSamp忽略非数值。如果求和的所有操作数都是非数字，则$stdDevSamp返回null 。

单值

如果样本由单个数值组成，则$stdDevSamp返回null 。

数组操作数

在$group和$setWindowFields阶段，如果表达式解析为数组，则$stdDevSamp会将操作数视为非数字值。

在其他支持的阶段：

  • 使用单个表达式作为操作数，如果表达式解析为数组， $stdDevSamp会遍历数组，对数组的数字元素进行操作，返回单个值。

  • 将表达式列表作为其操作数，如果任何表达式解析为数组，则$stdDevSamp不会遍历该数组，而是将该数组视为非数字值。

窗口值

$setWindowFields阶段窗口中具有值的行为：

  • 忽略窗口中的非数字值、 null值和缺失字段。

  • 如果窗口为空，则返回null 。

  • 如果窗口包含NaN值，则返回null 。

  • 如果窗口包含Infinity值，则返回null 。

  • 如果前面的点都不适用，则返回double值。

举例

在$group阶段使用

collection users 包含具有以下字段的文档：

{_id: 0, username: "user0", age: 20}
{_id: 1, username: "user1", age: 42}
{_id: 2, username: "user2", age: 28}
...

要计算用户样本的标准差，以下聚合操作首先使用$sample管道对100用户进行采样，然后使用$stdDevSamp计算采样用户的标准差。

db.users.aggregate(
   [
      { $sample: { size: 100 } },
      { $group: { _id: null, ageStdDev: { $stdDevSamp: "$age" } } }
   ]
)

该操作返回如下结果：

{ "_id" : null, "ageStdDev" : 7.811258386185771 }

在$setWindowFields阶段使用

版本 5.0 中的新增功能。

创建cakeSales集合，其中包含加利福尼亚州 ( CA ) 和华盛顿州 ( WA ) 的蛋糕销售情况：

db.cakeSales.insertMany( [
   { _id: 0, type: "chocolate", orderDate: new Date("2020-05-18T14:10:30Z"),
     state: "CA", price: 13, quantity: 120 },
   { _id: 1, type: "chocolate", orderDate: new Date("2021-03-20T11:30:05Z"),
     state: "WA", price: 14, quantity: 140 },
   { _id: 2, type: "vanilla", orderDate: new Date("2021-01-11T06:31:15Z"),
     state: "CA", price: 12, quantity: 145 },
   { _id: 3, type: "vanilla", orderDate: new Date("2020-02-08T13:13:23Z"),
     state: "WA", price: 13, quantity: 104 },
   { _id: 4, type: "strawberry", orderDate: new Date("2019-05-18T16:09:01Z"),
     state: "CA", price: 41, quantity: 162 },
   { _id: 5, type: "strawberry", orderDate: new Date("2019-01-08T06:12:03Z"),
     state: "WA", price: 43, quantity: 134 }
] )

此示例在 阶段使用$stdDevSamp $setWindowFields来输出每个quantity 的蛋糕销售的state 值的样本标准差：

db.cakeSales.aggregate( [
   {
      $setWindowFields: {
         partitionBy: "$state",
         sortBy: { orderDate: 1 },
         output: {
            stdDevSampQuantityForState: {
               $stdDevSamp: "$quantity",
               window: {
                  documents: [ "unbounded", "current" ]
               }
            }
         }
      }
   }
] )

在示例中：

  • partitionBy: "$state" 按 state 对集合中的文档分区。CA 和 WA 都有分区。

  • sortBy: { orderDate: 1 } 按 orderDate 以升序 (1) 对每个分区中的文档进行排序，因此最早的 orderDate 位于最前面。

  • output stdDevSampQuantityForState使用在quantity 文档 窗口中运行的$stdDevSamp 将 字段设置为 值的样本标准差。

    该窗口包含介于unbounded下限和输出中current文档之间的文档。这意味着$stdDevSamp返回分区开头和当前文档之间文档的quantity值的样本标准偏差。

在此输出中， CA和WA的样本标准偏差quantity值显示在stdDevSampQuantityForState字段中：

{ "_id" : 4, "type" : "strawberry", "orderDate" : ISODate("2019-05-18T16:09:01Z"),
  "state" : "CA", "price" : 41, "quantity" : 162, "stdDevSampQuantityForState" : null }
{ "_id" : 0, "type" : "chocolate", "orderDate" : ISODate("2020-05-18T14:10:30Z"),
  "state" : "CA", "price" : 13, "quantity" : 120, "stdDevSampQuantityForState" : 29.698484809834994 }
{ "_id" : 2, "type" : "vanilla", "orderDate" : ISODate("2021-01-11T06:31:15Z"),
  "state" : "CA", "price" : 12, "quantity" : 145, "stdDevSampQuantityForState" : 21.1266025033211 }
{ "_id" : 5, "type" : "strawberry", "orderDate" : ISODate("2019-01-08T06:12:03Z"),
  "state" : "WA", "price" : 43, "quantity" : 134, "stdDevSampQuantityForState" : null }
{ "_id" : 3, "type" : "vanilla", "orderDate" : ISODate("2020-02-08T13:13:23Z"),
  "state" : "WA", "price" : 13, "quantity" : 104, "stdDevSampQuantityForState" : 21.213203435596427 }
{ "_id" : 1, "type" : "chocolate", "orderDate" : ISODate("2021-03-20T11:30:05Z"),
  "state" : "WA", "price" : 14, "quantity" : 140, "stdDevSampQuantityForState" : 19.28730152198591 }
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