如何在MongoDB中实现两个集合的笛卡尔积（CROSS JOIN）？

根据你的需求，这里提供两种可行的实现方式，适配不同版本的MongoDB：

方法1：使用$crossJoin（MongoDB 5.0及以上版本） #

MongoDB 5.0新增的$crossJoin聚合阶段可以直接生成两个集合的笛卡尔积，语法简洁高效：

db.Clothes.aggregate([
  {
    $crossJoin: { from: "Colors" }
  },
  {
    $project: {
      _id: 0,
      name: "$name",
      color: "$color.color"
    }
  }
])

逻辑说明 #

• $crossJoin会将Clothes中的每一条文档与Colors中的每一条文档进行全量组合，生成包含两个集合字段的临时文档
• $project阶段用于移除默认的_id字段，并将Colors集合中的color字段提取到顶层，最终得到你需要的格式

方法2：使用$lookup + $unwind（兼容MongoDB 3.2及以上版本） #

如果你的MongoDB版本低于5.0，可以通过$lookup关联整个Colors集合，再用$unwind展开数组来实现笛卡尔积：

db.Clothes.aggregate([
  {
    $lookup: {
      from: "Colors",
      localField: "name",
      foreignField: "color",
      as: "colors"
    }
  },
  {
    $unwind: "$colors"
  },
  {
    $project: {
      _id: 0,
      name: "$name",
      color: "$colors.color"
    }
  }
])

逻辑说明 #

• $lookup这里填写了两个集合中无关联关系的字段，会把Colors的所有文档都关联到Clothes的每一条文档中，存入colors数组
• $unwind将colors数组拆分成独立的文档，每条对应一个颜色值
• $project同样用于整理字段，输出目标格式

最终结果 #

两种方法执行后都会返回你期望的笛卡尔积：

[
  { "name": "t-shirt", "color": "yellow" },
  { "name": "t-shirt", "color": "red" },
  { "name": "pants", "color": "yellow" },
  { "name": "pants", "color": "red" }
]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jackson