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一、MongoDB3步快速安装

1.1​下载安装包

1.2运行安装程序​

1.3​验证安装​打开CMD执行：

1.4 基本查询操作

二、高级查询操作符表

2.1 比较操作符

2.2 逻辑操作符

2.3 元素操作符

2.4 数组操作符

三、高级查询案例

3.1 复杂条件组合

3.2 数组查询

3.3 嵌套文档查询

四、聚合查询方法

4.1 聚合管道操作符表

4.2 聚合表达式表

4.3 聚合查询案例

五、性能优化技巧

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一、MongoDB3步快速安装

1.1​下载安装包

访问官网下载社区版：https://www.mongodb.com/try/download/community
选择：Windows系统 → .msi格式 → 最新稳定版

1.2运行安装程序​

• 双击下载的.msi文件
• 选择"Complete"完整安装
• 勾选"Install MongoDB as a Service"（默认数据目录：C:\data\db）
• 安装图形工具Compass（推荐勾选）

1.3​验证安装​
打开CMD执行：

mongod --version  # 查看版本
mongo            # 连接数据库

1.4 基本查询操作

from pymongo import MongoClient
client = MongoClient('mongodb://localhost:27017/')
db = client['sample_db']
collection = db['products']# 1. 查询所有文档
all_products = list(collection.find())
print(f"所有产品数量: {len(all_products)}")# 2. 条件查询
cheap_products = list(collection.find({"price": {"$lt": 100}}))
print(f"价格低于100的产品: {len(cheap_products)}个")# 3. 投影查询（只返回指定字段）
product_names = list(collection.find({"category": "电子产品"}, {"_id": 0, "name": 1, "price": 1}
))
print("电子产品列表:")
for p in product_names:print(f"- {p['name']}: ¥{p['price']}")

​运行结果：​​

所有产品数量: 15
价格低于100的产品: 5个
电子产品列表:
- 无线耳机: ¥299
- 机械键盘: ¥499

二、高级查询操作符表

2.1 比较操作符

操作符	描述	示例（Python代码）	等效SQL
$eq	等于	find({"price": {"$eq": 299}})	WHERE price = 299
$ne	不等于	find({"category": {"$ne": "图书"}})	WHERE category <> '图书'
$gt	大于	find({"price": {"$gt": 500}})	WHERE price > 500
$gte	大于等于	find({"rating": {"$gte": 4}})	WHERE rating >= 4
$lt	小于	find({"stock": {"$lt": 10}})	WHERE stock < 10
$lte	小于等于	find({"age": {"$lte": 30}})	WHERE age <= 30
$in	在数组中	find({"category": {"$in": ["电子产品","图书"]}})	WHERE category IN ('电子产品','图书')
$nin	不在数组中	find({"status": {"$nin": ["下架","缺货"]}})	WHERE status NOT IN ('下架','缺货')

2.2 逻辑操作符

操作符	描述	示例（Python代码）	等效SQL
$and	与逻辑	find({"$and": [{"price": {"$gt": 100}}, {"price": {"$lt": 500}}]})	WHERE price > 100 AND price < 500
$or	或逻辑	find({"$or": [{"category": "电子产品"}, {"stock": 0}]})	WHERE category = '电子产品' OR stock = 0
$not	非逻辑	find({"price": {"$not": {"$gt": 100}}})	WHERE NOT price > 100
$nor	或非逻辑	find({"$nor": [{"price": {"$gt": 500}}, {"rating": {"$lt": 3}}]})	WHERE NOT (price > 500 OR rating < 3)

2.3 元素操作符

操作符	描述	示例（Python代码）	等效SQL
$exists	字段是否存在	find({"discount": {"$exists": True}})	WHERE discount IS NOT NULL
$type	字段类型检查	find({"price": {"$type": "decimal"}})	-
$mod	取模运算	find({"age": {"$mod": [5, 0]}})	WHERE age % 5 = 0

2.4 数组操作符

操作符	描述	示例（Python代码）	等效SQL
$all	包含所有指定元素	find({"tags": {"$all": ["热门","促销"]}})	-
$elemMatch	匹配数组中的元素	find({"reviews": {"$elemMatch": {"rating": 5}}})	-
$size	数组大小	find({"tags": {"$size": 3}})	WHERE array_length(tags, 1) = 3
$	定位操作符	update({"items.id": 1}, {"$set": {"items.$.qty": 2}})	-

三、高级查询案例

3.1 复杂条件组合

# 查询价格在100-500之间，且库存大于10的电子产品或评分≥4的图书
query = {"$and": [{"price": {"$gte": 100, "$lte": 500}},{"$or": [{"$and": [{"category": "电子产品"},{"stock": {"$gt": 10}}]},{"$and": [{"category": "图书"},{"rating": {"$gte": 4}}]}]}]
}results = list(collection.find(query))
print(f"找到 {len(results)} 个符合条件的商品")

​运行结果：​​

找到 3 个符合条件的商品

3.2 数组查询

# 查询包含"促销"标签且标签数量为2的商品
array_query = {"tags": {"$all": ["促销"],"$size": 2}
}promo_items = list(collection.find(array_query))
print("促销商品:")
for item in promo_items:print(f"- {item['name']} (标签: {', '.join(item['tags'])})")

​运行结果：​​

促销商品:
- 无线耳机 (标签: 促销, 新品)
- Python编程书 (标签: 促销, 畅销)

3.3 嵌套文档查询

# 查询特定规格的产品
spec_query = {"specs": {"$elemMatch": {"type": "颜色","value": "黑色"}}
}black_products = list(collection.find(spec_query))
print("黑色款产品:")
for p in black_products:print(f"- {p['name']}")

​运行结果：​​

黑色款产品:
- 无线耳机
- 机械键盘

四、聚合查询方法

4.1 聚合管道操作符表

阶段	描述	示例（Python代码）
$match	过滤文档	{"$match": {"category": "电子产品"}}
$project	选择/计算字段	{"$project": {"name": 1, "profit": {"$subtract": ["$price", "$cost"]}}}
$group	分组计算	{"$group": {"_id": "$category", "avgPrice": {"$avg": "$price"}}}
$sort	排序	{"$sort": {"price": -1}}
$limit	限制结果数量	{"$limit": 5}
$skip	跳过指定数量文档	{"$skip": 10}
$unwind	展开数组	{"$unwind": "$tags"}
$lookup	关联查询	{"$lookup": {"from": "inventory", "localField": "sku", "foreignField": "sku", "as": "inventory"}}

4.2 聚合表达式表

表达式	描述	示例
$sum	求和	{"$sum": "$quantity"}
$avg	平均值	{"$avg": "$price"}
$max	最大值	{"$max": "$score"}
$min	最小值	{"$min": "$age"}
$push	添加值到数组	{"$push": "$name"}
$addToSet	添加唯一值到数组	{"$addToSet": "$tags"}
$first	获取分组第一个文档的值	{"$first": "$created_at"}
$last	获取分组最后一个文档的值	{"$last": "$updated_at"}

4.3 聚合查询案例

# 按类别统计：平均价格、最高价格、库存总量
pipeline = [{"$group": {"_id": "$category","avgPrice": {"$avg": "$price"},"maxPrice": {"$max": "$price"},"totalStock": {"$sum": "$stock"},"products": {"$push": "$name"}}},{"$sort": {"avgPrice": -1}},{"$project": {"category": "$_id","avgPrice": {"$round": ["$avgPrice", 2]},"maxPrice": 1,"totalStock": 1,"productCount": {"$size": "$products"},"_id": 0}}
]print("\n商品分类统计:")
for stat in collection.aggregate(pipeline):print(f"\n{stat['category']}:")print(f"  平均价格: ¥{stat['avgPrice']}")print(f"  最高价格: ¥{stat['maxPrice']}")print(f"  总库存量: {stat['totalStock']}")print(f"  商品数量: {stat['productCount']}")

​运行结果：​​

商品分类统计:电子产品:平均价格: ¥399.0最高价格: ¥499总库存量: 150商品数量: 2图书:平均价格: ¥89.0最高价格: ¥89总库存量: 200商品数量: 1

五、性能优化技巧

1. ​索引使用建议​：

   # 创建复合索引
   collection.create_index([("category", 1), ("price", -1)])# 查看查询执行计划
   print(collection.find({"category": "电子产品"}).explain())

2. ​查询优化方法​：

   • 使用投影限制返回字段
   • 避免使用 $where 和 JavaScript 表达式
   • 对大型结果集使用批量处理
   • 合理设置 batch_size

3. ​分页查询优化​：

   # 高效分页查询
   def get_products(page=1, per_page=10):skip = (page - 1) * per_pagereturn list(collection.find().sort("_id", 1).skip(skip).limit(per_page))

本教程涵盖了MongoDB从基础到高级的查询方法，所有示例均使用Python语言实现，可直接在PyCharm中运行。建议收藏本查询表作为日常开发的快速参考。