使用MongoDB聚合$filter统计两个数组匹配元素数量的问题

问题说明 #

需要统计用户输入数组与后端存储的数组之间的匹配元素个数：

• 用户输入[1,2,3,4]，与后端数组[1,2,3,4]比对，期望返回匹配数4
• 用户输入[1,2,3,5]，与后端数组[1,2,3,4]比对，期望返回匹配数3
  但现有聚合查询返回结果错误，完全匹配时仅返回1，无法实现需求。

现有查询的问题 #

原查询使用$filter遍历entries数组，判断整个numbers数组是否与输入数组完全相等，最终统计的是匹配的entries条目数，而非数组内元素的匹配数量。这就是为什么完全匹配时返回1——仅表示有一个entries元素的numbers数组和输入数组完全一致，而非4个元素匹配。

原查询代码：

db.collection.aggregate({
  $match: {
    "entries.numbers": {
      $in: [1,2,3,4]
    }
  }
},
{
  "$addFields": {
    "matchingCount": {
      $size: {
        $filter: {
          input: "$entries",
          as: "e",
          cond: {
            $eq: ["$$e.numbers", [1,2,3,4]]
          }
        }
      }
    }
  }
})

解决方案 #

使用$setIntersection获取两个数组的交集，再用$size获取交集的长度，即可得到元素级别的匹配数量。根据需求不同，有三种实现方式：

方式1：为每个entries元素计算匹配数 #

如果需要给每个entries对象添加对应的元素匹配数，用$map遍历entries数组，对每个元素的numbers数组计算交集大小：

db.collection.aggregate([
  {
    $match: {
      "entries.numbers": { $in: [1,2,3,4] }
    }
  },
  {
    $addFields: {
      entriesWithMatch: {
        $map: {
          input: "$entries",
          as: "e",
          in: {
            numbers: "$$e.numbers",
            matchingCount: {
              $size: {
                $setIntersection: ["$$e.numbers", [1,2,3,4]]
              }
            }
          }
        }
      }
    }
  }
])

方式2：计算所有entries元素的总匹配数 #

如果需要统计整个文档中所有entries的numbers数组与输入数组的总匹配元素数，用$reduce累加每个元素的匹配数：

db.collection.aggregate([
  {
    $match: {
      "entries.numbers": { $in: [1,2,3,4] }
    }
  },
  {
    $addFields: {
      totalMatchingCount: {
        $reduce: {
          input: "$entries",
          initialValue: 0,
          in: {
            $add: [
              "$$value",
              { $size: { $setIntersection: ["$$this.numbers", [1,2,3,4]] } }
            ]
          }
        }
      }
    }
  }
])

方式3：针对单个numbers数组计算匹配数 #

如果文档中entries仅包含一个numbers数组，可直接提取该数组计算交集：

db.collection.aggregate([
  {
    $match: {
      "entries.numbers": { $in: [1,2,3,4] }
    }
  },
  {
    $addFields: {
      matchingCount: {
        $size: {
          $setIntersection: ["$entries.0.numbers", [1,2,3,4]]
        }
      }
    }
  }
])

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user874737