MongoDB深度嵌套查询无数据返回的逻辑原因咨询

我为MongoDB设计了嵌套查询结构，Query1、Query2、Query3都能正常获取数据，但Query4返回0条文档。我已经用Query3实现了需求，现在只需要理解Query4查询失败的逻辑原因。

可正常返回数据的查询 #

Query1 #

{
    $and : [
        {
            $or : [
                {
                    $and : [
                        {name : /google/i},
                        {date : {$gte : new Date("2002-07-01T00:00:00.000Z")}},
                        {date : {$lt : new Date("2002-07-05T00:00:00.000Z")}}
                    ]
                }
            ]
        }
    ]
}

Query2 #

{
    $and : [
        {
            $or : [
                {
                    $and : [
                        {name : /microsoft/i},
                        {date : {$gte : new Date("2002-07-08T00:00:00.000Z")}},
                        {date : {$lt : new Date("2002-07-12T00:00:00.000Z")}}
                    ]
                }
            ]
        }
    ]
}

Query3 #

{
    $and : [
        {
            $or : [
                {
                    $and : [
                        {name : /google/i},
                        {date : {$gte : new Date("2002-07-01T00:00:00.000Z")}},
                        {date : {$lt : new Date("2002-07-05T00:00:00.000Z")}}
                    ]
                },
                
                {
                    $and : [
                        {name : /microsoft/i},
                        {date : {$gte : new Date("2002-07-08T00:00:00.000Z")}},
                        {date : {$lt : new Date("2002-07-12T00:00:00.000Z")}}
                    ]
                }
            ]
        }
    ]
}

返回0条文档的Query4 #

{
    $and : [
        {
            $or : [
                {
                    $and : [
                        {name : /google/i},
                        {date : {$gte : new Date("2002-07-01T00:00:00.000Z")}},
                        {date : {$lt : new Date("2002-07-05T00:00:00.000Z")}}
                    ]
                }
            ]
        }, {
            $or : [
                {
                    $and : [
                        {name : /microsoft/i},
                        {date : {$gte : new Date("2002-07-08T00:00:00.000Z")}},
                        {date : {$lt : new Date("2002-07-12T00:00:00.000Z")}}
                    ]
                }
            ]
        }
    ]
}

逻辑原因分析 #

Query4的核心结构是顶级$and包含两个独立的条件组，这要求同一条文档必须同时满足以下两个完全互斥的条件：

1. 文档的name匹配/google/i，且date落在2002-07-01至2002-07-05之间；
2. 该文档的name同时匹配/microsoft/i，且date落在2002-07-08至2002-07-12之间。

显然，一条文档的name不可能同时是google和microsoft，date也不可能同时处于两个不重叠的时间段内，因此没有任何文档能满足这个逻辑要求，最终返回0条结果。

而Query3的结构是顶级$and内部包含一个$or，$or下有两个互斥的条件组，只要求文档满足其中任意一个条件组即可，因此能正常匹配到符合google或microsoft条件的文档。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Himanshu Agrawal