MongoDB 4.2.13：如何用聚合管道为数组首元素新增字段？

问题场景 #

使用MongoDB v4.2.13，Transaction集合的文档结构如下：

{
    "id": 1,
    "product": [
        {
            "name": "Book",
            "price": 100
        },
        {
            "name": "Pen",
            "price": 10
        }
    ]
}

需要为product数组的第一个元素新增paid字段，值等于该元素的price字段，预期结果：

{
    "id": 1,
    "product": [
        {
            "name": "Book",
            "price": 100,
            "paid": 100
        },
        {
            "name": "Pen",
            "price": 10
        }
    ]
}

之前使用聚合管道的$addFields尝试更新，结果不符合预期：

db.Transaction.updateOne(
    { id: 1 },
    [
        {
            $addFields: {
                "product.0.paid": {
                    $arrayElemAt: ["$product.price", 0]
                }
            }
        }
    ]
)

实际结果中所有product元素都被添加了0.paid嵌套字段，而非仅修改第一个元素。

错误原因 #

在聚合管道的$addFields/$set中，直接使用"product.0.paid"这种路径时，MongoDB会将其解析为给数组的每个元素添加嵌套字段，而非定位到索引为0的元素进行修改，这就导致了所有元素都被错误修改。

正确解决方案 #

方案一：使用$map结合$indexOfArray和$mergeObjects #

通过遍历数组，判断元素索引是否为0，仅对第一个元素合并paid字段：

db.Transaction.updateOne(
    { id: 1 },
    [
        {
            $set: {
                product: {
                    $map: {
                        input: "$product",
                        as: "item",
                        in: {
                            $cond: [
                                { $eq: [{ $indexOfArray: ["$product", "$$item"] }, 0] },
                                { $mergeObjects: ["$$item", { paid: "$$item.price" }] },
                                "$$item"
                            ]
                        }
                    }
                }
            }
        }
    ]
)

方案二：拆分数组后修改再合并 #

先拆分出第一个元素和剩余元素，修改第一个元素后重新合并数组，最后清理临时字段：

db.Transaction.updateOne(
    { id: 1 },
    [
        {
            $set: {
                firstProduct: { $arrayElemAt: ["$product", 0] },
                restProducts: { $slice: ["$product", 1, { $size: "$product" }] }
            }
        },
        {
            $set: {
                firstProduct: { $mergeObjects: ["$firstProduct", { paid: "$firstProduct.price" }] },
                product: { $concatArrays: [["$firstProduct"], "$restProducts"] }
            }
        },
        {
            $unset: ["firstProduct", "restProducts"]
        }
    ]
)

两种方案都能实现预期效果，可根据实际场景选择。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tan Nguyen