第25章 MongoDB实战：一键洞察学生成绩全貌——聚合查询大显身手

任务描述

本任务旨在利用MongoDB的聚合表达式分析学生的成绩数据。我们将从students集合中提取有关每个学生的成绩统计信息，包括总分、平均分、最低分、最高分、所有成绩的列表、唯一的科目列表、最近一次的成绩和最早一次的成绩。这将有助于教育工作者和管理人员了解学生的学习情况。

任务准备

1. 环境准备

   • 确保已安装MongoDB，并已启动MongoDB服务
   • 安装好Navicat Premium客户端工具

2. 数据准备

   • 创建一个名为students的集合，并插入一些样本数据。每个文档应包含学生ID、姓名、科目、成绩和考试日期。
     插入的样本数据：

db.students.insertMany([
  { studentId: ObjectId("1"), name: "学生A", subject: "数学", score: 85, examDate: ISODate("2024-05-01") },
  { studentId: ObjectId("1"), name: "学生A", subject: "英语", score: 78, examDate: ISODate("2024-04-20") },
  { studentId: ObjectId("2"), name: "学生B", subject: "数学", score: 92, examDate: ISODate("2024-05-01") },
  { studentId: ObjectId("2"), name: "学生B", subject: "英语", score: 88, examDate: ISODate("2024-04-15") },
  { studentId: ObjectId("1"), name: "学生A", subject: "数学", score: 90, examDate: ISODate("2024-04-25") },
  { studentId: ObjectId("2"), name: "学生B", subject: "科学", score: 95, examDate: ISODate("2024-03-30") }
]);

任务实施

1. 执行MongoDB的聚合查询，提取学生成绩的相关信息。

db.students.aggregate([
  {
    $sort: { examDate: 1 } // 先按考试日期升序排序
  },
  {
    $group: {
      _id: "$studentId",
      name: { $first: "$name" },                     // 学生姓名
      totalScore: { $sum: "$score" },                // 总分
      averageScore: { $avg: "$score" },              // 平均分
      minScore: { $min: "$score" },                  // 最低分
      maxScore: { $max: "$score" },                  // 最高分
      allScores: { $push: "$score" },                // 所有成绩的列表
      uniqueSubjects: { $addToSet: "$subject" },     // 唯一科目列表
      firstScore: { $first: "$score" },              // 最早一次成绩
      lastScore: { $last: "$score" }                 // 最近一次成绩
    }
  }
]);

2. 查询分析

排序阶段：首先使用$sort阶段按examDate字段升序排列学生的成绩，这样在后面分组时，最早的成绩会在前面，最近的成绩会在最后。

聚合阶段：在$group阶段使用$first和$last来分别获取最早和最近的成绩。这里不需要对这两个操作再进行排序。

预期输出

实验实训

通过这个实践任务，参与者可以全面掌握MongoDB聚合表达式的使用。