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$topN（累加器运算符）

定义

$topN

根据指定的排序顺序，返回群组内前 n 个元素的聚合。如果该组包含的元素少于 n 个，$topN 返回该组中的所有元素。

注意

$topN 的其他用途

本页描述了用作累加器时的 $topN。累加器返回一群组输入文档的聚合值。

您还可以使用 $topN (window function)，它根据指定的排序顺序返回特定窗口中文档的前 n 元素。

语法

{
   $topN:
      {
         n: <expression>,
         sortBy: { <field1>: <sort order>, <field2>: <sort order> ... },
         output: <expression>
      }
}

字段	类型	说明
`n`	表达式(expression)	确定群组返回的最大结果数。 `n` 的计算结果必须为正整数。
`sortBy`	文档	指定结果的顺序，语法类似于 `$sort`。不影响管道输出中的文档顺序。
`output`	表达式(expression)	指定群组中每个元素的输出。可以是任何表达式。

行为

Null 和缺失值

$topN 不筛选空值。
$topN 将缺失值转换为 null 并保留在输出中。

db.aggregate( [
   {
      $documents: [
         { playerId: "PlayerA", gameId: "G1", score: 1 },
         { playerId: "PlayerB", gameId: "G1", score: 2 },
         { playerId: "PlayerC", gameId: "G1", score: 3 },
         { playerId: "PlayerD", gameId: "G1"},
         { playerId: "PlayerE", gameId: "G1", score: null }
      ]
   },
   {
      $group:
      {
         _id: "$gameId",
         playerId:
            {
               $topN:
                  {
                     output: [ "$playerId", "$score" ],
                     sortBy: { "score": 1 },
                     n: 3
                  }
            }
      }
   }
] )

在本例中：

$documents 创建包含玩家分数的字面文档。
$group 按 gameId 对文档进行分组。此示例只有一个 gameId、G1。
PlayerD 分数缺失，且 PlayerE 的 score 为空。这些值都被视为空值。
playerId 和 score 字段指定为 output : ["$playerId"," $score"]，并以数组值形式返回。
由于 sortBy: { "score" : 1 }，空值被排序到返回的 playerId 数组的前面。

[
   {
      _id: 'G1',
      playerId: [ [ 'PlayerD', null ], [ 'PlayerE', null ], [ 'PlayerA', 1 ] ]
   }
]

BSON 数据类型排序

对不同类型进行排序时，将使用BSON 数据类型的顺序来确定顺序。例如，考虑一个其值由字符串和数字组成的collection。

在升序排序中，字符串值排在数值之后。
在降序排序中，字符串值排在数值之前。

db.aggregate( [
   {
      $documents: [
         { playerId: "PlayerA", gameId: "G1", score: 1 },
         { playerId: "PlayerB", gameId: "G1", score: "2" },
         { playerId: "PlayerC", gameId: "G1", score: "" }
      ]
   },
   {
      $group:
         {
            _id: "$gameId",
            playerId: {
               $topN:
               {
                  output: ["$playerId","$score"],
                  sortBy: {"score": -1},
                  n: 3
               }
            }
         }
   }
] )

在本例中：

PlayerA 有一个整数分数。
PlayerB 有一个字符串"2"分数。
PlayerC 有一个空字符串分数。

由于按降序{ "score" : -1 }排序，因此字符串字面值会排序在PlayerA的数值之前：

[
   {
      _id: "G1",
      playerId: [ [ "PlayerB", "2" ], [ "PlayerC", "" ], [ "PlayerA", 1 ] ]
   }
]

示例

本页上的示例使用 sample_mflix 数据集中的数据。有关如何将此数据集加载到自管理MongoDB 部署中的详细信息，请参阅加载样本数据集。如果对示例数据库进行了任何修改，则可能需要删除并重新创建数据库才能运行本页上的示例。

查找单一类型中评分最高的三部电影

您可以使用 $topN累加器查找 Short 类型中收视率最高的三部电影。

db.movies.aggregate( [
   {
      $match: {
         genres: "Short",
         "imdb.rating": { $gt: 0 }
      }
   },
   {
      $group: {
         _id: "Short",
         topRatedMovies: {
            $topN: {
               output: [ "$title", "$imdb.rating" ],
               sortBy: { "imdb.rating": -1, title: 1 },
               n: 3
            }
         }
      }
   }
] )

[
  {
    _id: 'Short',
    topRatedMovies: [
      [ 'Rabbit and Deer', 8.7 ],
      [ 'Assume the Position with Mr. Wuhl', 8.6 ],
      [ 'Hole', 8.6 ]
    ]
  }
]

示例管道：

使用 $match 将输入限制为包含 imdb.rating 值的 Short 电影。
使用 $group 将匹配的电影放入单个 Short群组中。
使用 sortBy: { "imdb.rating": -1, title: 1 } 按评分对电影进行排名，并使用 title 作为决胜局。
指定由 $topN 和 output: [ "$title", "$imdb.rating" ] 返回的字段。
使用 $topN 返回与 n: 3 匹配的前三部电影。

查找每种类型收视率最高的电影

您可以使用 $topN累加器查找每种类型收视率最高的电影。

db.movies.aggregate( [
   {
      $unwind: "$genres"
   },
   {
      $match: {
         "imdb.rating": { $gt: 0 }
      }
   },
   {
      $group: {
         _id: "$genres",
         topRatedMovies: {
            $topN: {
               output: [ "$title", "$imdb.rating" ],
               sortBy: { "imdb.rating": -1, title: 1 },
               n: 3
            }
         }
      }
   },
   {
      $sort: { _id: 1 }
   },
   {
      $limit: 5
   }
] )

[
  {
    _id: 'Action',
    topRatedMovies: [
      [ 'Band of Brothers', 9.6 ],
      [ 'The Real Miyagi', 9.3 ],
      [ 'The Dark Knight', 9 ]
    ]
  },
  {
    _id: 'Adventure',
    topRatedMovies: [
      [ 'Over the Garden Wall', 9.2 ],
      [ 'Love is God', 8.9 ],
      [ 'The Lord of the Rings: The Return of the King', 8.9 ]
    ]
  },
  {
    _id: 'Animation',
    topRatedMovies: [
      [ 'Over the Garden Wall', 9.2 ],
      [ 'Death Note', 9 ],
      [ 'Rabbit and Deer', 8.7 ]
    ]
  },
  {
    _id: 'Biography',
    topRatedMovies: [
      [ 'A Brave Heart: The Lizzie Velasquez Story', 9.4 ],
      [ "Schindler's List", 8.9 ],
      [ 'Shining Night: A Portrait of Composer Morten Lauridsen', 8.8 ]
    ]
  },
  {
    _id: 'Comedy',
    topRatedMovies: [
      [ 'Over the Garden Wall', 9.2 ],
      [ 'Heart of a Dog', 9 ],
      [ 'The Chaos Class Failed the Class', 9 ]
    ]
  }
]

示例管道：

使用 $unwind 展开每部电影的 genres大量。
使用 $match 仅保留包含 imdb.rating 值的文档。
使用 $group 按类型对结果进行群组。
指定由 $topN 和 output: [ "$title", "$imdb.rating" ] 返回的字段。
使用 sortBy: { "imdb.rating": -1, title: 1 } 按评分对电影进行排名，并使用 title 作为确定性的决胜局。
使用 $topN 返回每个类型 n: 3 排名前三的电影。
使用 $sort 和 $limit 按字母顺序显示前五种类型。

根据群组密钥动态设置 n

您可以动态分配 n 的值。以下示例使用 $cond表达式根据内容分级返回不同数量的电影。

db.movies.aggregate( [
   {
      $match: {
         rated: { $in: [ "G", "PG", "PG-13", "R" ] },
         "imdb.rating": { $gt: 0 }
      }
   },
   {
      $group: {
         _id: { rated: "$rated" },
         movies: {
            $topN: {
               output: { title: "$title", rating: "$imdb.rating" },
               n: {
                  $cond: {
                     if: { $eq: [ "$rated", "PG" ] },
                     then: 3,
                     else: 1
                  }
               },
               sortBy: { "imdb.rating": -1 }
            }
         }
      }
   },
   {
      $sort: { "_id.rated": 1 }
   }
] )

[
  {
    _id: { rated: 'G' },
    movies: [ { title: 'Modern Times', rating: 8.6 } ]
  },
  {
    _id: { rated: 'PG' },
    movies: [
      { title: 'Life', rating: 9.2 },
      {
        title: 'Star Wars: Episode V - The Empire Strikes Back',
        rating: 8.8
      },
      { title: 'Andaz Apna Apna', rating: 8.8 }
    ]
  },
  {
    _id: { rated: 'PG-13' },
    movies: [
      {
        title: 'A Brave Heart: The Lizzie Velasquez Story',
        rating: 9.4
      }
    ]
  },
  {
    _id: { rated: 'R' },
    movies: [ { title: 'The Shawshank Redemption', rating: 9.3 } ]
  }
]

示例管道：

使用 $match 仅保留具有 G、PG、PG-13 或 R 内容分级（包含 imdb.rating 值）的电影。
使用 $group 按内容分级对结果进行群组_id: { rated: "$rated" }。
指定由 $topN 和 output: { title: "$title", rating: "$imdb.rating" } 返回的字段。
如果内容分级为 PG，则 n 为 3。否则，n 为 1。
使用 sortBy: { "imdb.rating": -1 } 查找根据 IMDb 分数排名靠前的 n 电影。
按内容分级的字母顺序对结果进行排序。

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