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单一集合模式

创建一个数据模型，该模型使用一个引用数组将不同类型的相关文档分组到单个集合中。单一集合模式对于仅使用一个数据副本进行多对多关系建模特别有用。在关注重复费用的用例中，此模式可以减少数据重复。

以下特征定义了单一集合模式：

将所有经常访问的文档一起存储在单个集合中。
将文档之间的关系存储为每个文档中的指针或结构体。
通过字段或数组上的索引映射文档之间的关系。该索引支持在单个查询中检索相关文档，而无需使用数据库连接操作。

在对具有高速操作、低延迟要求和频繁写入操作的系统进行建模时，请考虑使用单一集合模式。通过将文档分解为较小的部分（而不是大型嵌入式文档），数据库可以执行较小的写入操作并提高性能。

关于此任务

In the following example, an application allows students to see the status of the classes they enroll in for the semester. The system may need to frequently update several fields for each class, such as the current_topic, upcoming_session_summary, or next_class_time. To avoid duplicating information for multiple students taking the same class, we want to keep students and classes as separate document entities in the same collection.

例子

请考虑以下类和学生的示例模式。为了对它们的关系进行建模，类和学生文档包含 links数组。该数组包括 doc_type 和 target 字段，用于引用学生实体和类实体之间的关系。

类文档：

{
   _id : "CS101-001",
   doc_type : "class",
   class_name : "Introduction to Programming",
   course_id : "CS101",
   instructor : {
      name : "Dr. Emily Smith",
      email : "emily.smith@example.com",
      office_hours : "Tuesdays and Thursdays 2:00 PM - 4:00 PM"
   },
   semester : "Spring 2025",
   schedule : [
      {
         day_time : "Monday 10:00 AM - 11:30 AM",
         location : "Room 101, Science Building"
      },
      {
         day_time : "Wednesday 10:00 AM - 11:30 AM",
         location : "Room 101, Science Building"
      },
      {
         day_time : "Friday 10:00 AM - 11:30 AM",
         location : "Room 101, Science Building"
      }
   ],
   current_topic : "Loops and Iterations",
   next_class_time : "2025-01-09T10:00:00Z",
   upcoming_session_summary : "We will explore different types of loops (for, while) and how to use them effectively in Python.",
   links : [
      { target : "CS101-001", doc_type : "class" },
      { target : "S10023", doc_type : "student" },
      { target : "S12345", doc_type : "student" },
      ...
      { target : "S12355", doc_type : "student" }
   ]
}

学生文档：

{
   _id : "S12345",
   doc_type : "student",
   name : "Jane Doe",
   major : "Computer Science",
   semester : "Spring 2025",
   registered_classes : [
      {
         course_id : "CS101",
         class_instance_id : "CS101-001",
         class_name : "Introduction to Programming"
      },
      {
         course_id : "MATH201",
         class_instance_id : "MATH201-002",
         class_name : "Calculus II"
      }
   ],
   links : [
      { target : "CS101-001", doc_type : "class" },
      { target : "MATH201-002", doc_type : "class" },
      { target : "S12345", doc_type : "student" }
   ]
}

要优化查询，请为 links字段索引：

db.students_classes.createIndex({ "links.target": 1, "links.doc_type": 1 })

您可以查询学生的信息及其参加的所有类，而无需执行任何连接操作：

db.students_classes.find({ "links.target": "S12345" })

同样，您可以查询给定类的所有注册学生：

db.students_classes.find({ "doc_type": "student", "links.target": "CS101-001" })

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