筑基期

1. 什么是 MongoDB？它与传统关系型数据库有何不同？

MongoDB 是一个开源的、面向文档的 NoSQL 数据库，它以 JSON 风格的 BSON（Binary JSON）格式存储数据，能够处理大规模的非结构化数据。

与传统的关系型数据库（如 MySQL、PostgreSQL）相比，MongoDB 的主要区别在于：

文档存储：MongoDB 使用文档而非表格结构，数据被存储为键值对，适合存储复杂的、非结构化数据。
无固定模式：MongoDB 不需要预定义数据表的结构（即无固定模式），可以灵活地在同一个集合中存储结构不同的文档。
横向扩展：MongoDB 通过分片实现水平扩展，适合大数据量和分布式系统。
内置支持的副本集：MongoDB 原生支持数据的高可用性，通过复制集来保障数据的冗余备份。

2. MongoDB 中的文档（Document）和集合（Collection）是什么？

在 MongoDB 中，文档是基本的存储单元，类似于关系型数据库中的行。

每个文档由多个键值对组成，数据存储格式为 BSON（类似于 JSON）。

集合是一组相关联的文档，类似于关系型数据库中的表。

集合中的文档可以具有不同的字段或数据类型，这使得 MongoDB 灵活且适合存储非结构化数据。

示例文档

{
  "name": "Alice",
  "age": 30,
  "skills": ["Java", "MongoDB"]
}

集合可以存储多个类似的文档。

3. 如何在 MongoDB 中创建数据库和集合？

MongoDB 不需要显式创建数据库和集合。当第一次在数据库中插入数据时，MongoDB 会自动创建相应的数据库和集合。

创建数据库

在 MongoDB 中，切换数据库的命令会自动创建该数据库：

use my_database

创建集合

MongoDB 不要求显式创建集合，向集合插入文档时，MongoDB 会自动创建该集合。

db.my_collection.insert({ name: "Alice", age: 30 })

如果 my_collection 之前不存在，MongoDB 会在第一次插入文档时创建该集合。

4. MongoDB 中有哪些常见的数据类型？

String：字符串类型，常用于存储文本。
Number：
- Integer：整数类型，可以是 32 位或 64 位。
- Double：双精度浮点数。
Boolean：布尔类型，用于表示 true 或 false。
Date：日期类型，MongoDB 使用 ISODate() 存储日期。
Array：数组类型，用于存储多个值。
Object：嵌套文档，存储复杂的数据结构。
ObjectId：每个文档的唯一 ID，默认 _id 字段是一个 ObjectId。

示例文档：

{
  "_id": ObjectId("5f50c31e7c34d2e48c8514f4"),
  "name": "Bob",
  "age": 25,
  "is_active": true,
  "created_at": ISODate("2023-01-01T12:00:00Z")
}

5. 如何在 MongoDB 中插入、查询、更新和删除文档？

插入文档

db.users.insert({ name: "Alice", age: 30 })

在 users 集合中插入一个新文档。

查询文档

db.users.find({ name: "Alice" })

查询 users 集合中 name 为 "Alice" 的文档。

更新文档

db.users.update({ name: "Alice" }, { $set: { age: 31 } })

将 name 为 "Alice" 的文档中的 age 更新为 31。

删除文档

db.users.remove({ name: "Alice" })

删除 users 集合中 name 为 "Alice" 的文档。

6. 什么是 MongoDB 的索引？如何创建和使用索引？

索引是 MongoDB 提高查询性能的关键机制。通过为集合字段创建索引，MongoDB 可以加快查询速度，类似于关系型数据库中的索引。

创建索引

db.users.createIndex({ name: 1 })

为 users 集合中的 name 字段创建升序索引。1 表示升序，-1 表示降序。

使用索引的好处

索引能加速查询操作，尤其是在大规模数据集合上。
对常用的查询字段创建索引，可以显著提高性能。

查询使用索引

db.users.find({ name: "Alice" }).explain("executionStats")

使用 explain() 命令查看查询是否使用了索引。

7. 如何在 MongoDB 中查询数组字段中的数据？

MongoDB 提供了对数组的强大支持，可以直接查询数组字段中的元素。

查询数组字段中的元素

db.users.find({ skills: "MongoDB" })

查询 users 集合中 skills 数组字段包含 "MongoDB" 的文档。

查询数组中的特定元素位置

db.users.find({ "skills.0": "Java" })

查询 users 集合中，skills 数组第一个元素为 "Java" 的文档。

查询数组中多个条件

db.users.find({ skills: { $all: ["Java", "MongoDB"] } })

查询 skills 数组中同时包含 "Java" 和 "MongoDB" 的文档。

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