MongoDB集合提取字符串数组唯一值：$reduce使用报错排查

问题场景 #

给定集合文档：

{
  _id: 1,
  values: ['1','2','4']
},
{
  _id: 2,
  values: ['1','3','5']
}

需要提取所有文档中values数组里的唯一字符串，期望输出：['1','2','3','4','5']

错误尝试及原因 #

尝试使用$reduce编写的聚合代码：

db.collection
      .aggregate([
        {
          $project: {
            'values': {
              $reduce: {
                input: '$values',
                initialValue: [],
                in: { $concatArrays: ['$$value', '$$this'] }
              }
            }
          }
        }
      ])

执行后报错：
$concatArrays only supports arrays, not string

错误原因：$reduce遍历values数组时，$$this指代的是数组中的单个字符串元素，而$concatArrays要求两个参数都必须是数组，直接传入字符串就会触发类型错误。

正确解决方案 #

方案一：$unwind + $group（推荐，直观高效） #

通过拆分数组元素再分组去重，逻辑清晰且性能稳定：

db.collection.aggregate([
  // 将每个数组元素拆分为独立文档
  { $unwind: "$values" },
  // 分组收集所有唯一值
  {
    $group: {
      _id: null,
      uniqueValues: { $addToSet: "$values" }
    }
  },
  // 可选：移除_id字段，只保留结果数组
  { $project: { _id: 0 } }
])

$addToSet会自动忽略重复值，最终得到去重后的数组。

方案二：$group + $setUnion（简洁写法） #

直接合并所有文档的数组并去重，步骤更少：

db.collection.aggregate([
  // 收集所有文档的values数组
  { $group: { _id: null, allArrays: { $push: "$values" } } },
  // 使用$setUnion合并数组并去重
  { $project: { uniqueValues: { $setUnion: "$allArrays" }, _id: 0 } }
])

$setUnion支持接收数组的数组，直接返回合并后的唯一值集合。

方案三：修复$reduce的写法（不推荐，步骤繁琐） #

如果一定要用$reduce实现，需要将单个元素包装为数组后再拼接，最后合并去重：

db.collection.aggregate([
  {
    $project: {
      values: {
        $reduce: {
          input: "$values",
          initialValue: [],
          // 将单个字符串包装为数组再拼接
          in: { $concatArrays: ["$$value", ["$$this"]] }
        }
      }
    }
  },
  // 收集所有文档处理后的数组
  { $group: { _id: null, allValues: { $push: "$values" } } },
  // 合并所有数组
  { $project: { allValues: { $reduce: { input: "$allValues", initialValue: [], in: { $concatArrays: ["$$value", "$$this"] } } } } },
  // 去重得到结果
  { $project: { uniqueValues: { $setUnion: ["$allValues"] }, _id: 0 } }
])

内容的提问来源于stack exchange，提问作者John