在上一篇《聚合框架之管道操作符》中，我们探讨了 MongoDB 的聚合管道和其操作符的基本用法。聚合框架是 MongoDB 的一个强大特性，允许我们利用多种操作符和函数对数据进行复杂的处理与分析。本篇文章将重点介绍聚合框架中常用的聚合函数，这些函数能够帮助我们从数据集中提取有价值的信息和洞见。

常用聚合函数

在 MongoDB 中，聚合函数主要用于对数据进行处理和计算。常用的聚合函数包括但不限于 sum、avg、min、max 和 count。我们将逐一介绍这些函数，并结合实际案例来说明它们的用法。

1. $sum

$sum 函数用于对数值字段进行求和。例如，如果我们有一个存储销售记录的集合 sales，包含字段 amount 表示销售金额，我们可以使用 $sum 函数计算总销售金额。

示例代码：

db.sales.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: null,
      totalSales: { $sum: "$amount" }
    }
  }
]);
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在这个示例中，我们使用 $group 操作符将所有文档聚合到一起，并求出 amount 字段的总和。totalSales 将存储总销售额。

2. $avg

$avg 函数用于计算字段的平均值。仍然以 sales 为例，我们可以计算所有销售记录的平均销售金额。

示例代码：

db.sales.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: null,
      averageSales: { $avg: "$amount" }
    }
  }
]);
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以上代码将返回一个文档，其中 averageSales 表示所有销售记录的平均金额。

3. $min

$min 函数用于找到指定字段的最小值。我们可以使用它来确定某一段时间内的最低销售额。

示例代码：

db.sales.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: null,
      minimumSale: { $min: "$amount" }
    }
  }
]);
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在这个示例中，minimumSale 将得到所有销售记录中的最小金额。

4. $max

与 $min 相对应，$max 函数用于找到指定字段的最大值。我们可以计算出销售记录中的最高销售额。

示例代码：

db.sales.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: null,
      maximumSale: { $max: "$amount" }
    }
  }
]);
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这里，maximumSale 将保存所有销售记录的最高金额，帮助我们了解最佳销售表现。

5. $count

$count 函数用于计算文档数量。这在统计符合特定条件的文档数量时非常有用。

示例代码：

db.sales.aggregate([
  {
    $match: { status: "completed" }
  },
  {
    $count: "completedSales"
  }
]);
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在这个示例中，我们首先筛选出状态为 completed 的销售记录，并使用 $count 函数统计这些记录的数量，返回的结果将包含一个字段 completedSales。

结合其他操作符的高级应用

除了以上聚合函数，聚合框架还可以结合各种操作符，实现更加复杂的数据分析。例如，如果我们想知道每个产品的总销售额和平均销售额，可以如下操作：

示例代码：

db.sales.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: "$productId",
      totalSales: { $sum: "$amount" },
      averageSales: { $avg: "$amount" }
    }
  },
  {
    $sort: { totalSales: -1 } // 按总销售额降序排序
  }
]);
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在这个代码片段中，我们按照 productId 将销售记录进行分组，并计算每个产品的 totalSales 和 averageSales，最后按照总销售额进行排序，以便快速识别销售最佳的产品。

进一步学习与总结

本文详细介绍了 MongoDB 聚合框架中常用的聚合函数。这些函数在数据分析中扮演着至关重要的角色，帮助用户从复杂的数据集中提取关键信息。接下来我们将探讨数据备份与恢复的策略，确保数据的安全与完整性。

希望这篇教程能帮助您更好地理解并应用 MongoDB 的聚合函数！