PHP操作MongoDB如何实现仅匹配子文档键名的查询

需求说明 #

需要实现等价于MySQL users like '"14:"' or invoice_id ="2"的查询效果，MongoDB中存储的文档结构如下：

{
  "invoice_id": 0,
  "users": {
    "14": "2022-06-09 10:56:10",
    "212": "2022-06-09 04:05:35"
  }
},
{
  "invoice_id": 2,
  "users": {
    "15": "2022-06-09 10:56:10",
    "246": "2022-06-09 04:05:35"
  }
}

核心查询目标：筛选出users子文档中存在键名为14，或者invoice_id值为2的记录。
原有错误写法问题：

$data["users.0"] = new MongoDB\BSON\Regex("14");
$result = $collection->find($data, $option);

该写法仅会匹配子文档的字段值，无法针对子文档的键名做匹配，无法达到预期效果。

正确实现代码 #

根据查询场景分两种实现方式：

• 固定键名精确匹配（推荐）
  如果是明确判断子文档是否存在指定键名（比如本需求中固定判断键14是否存在），直接使用$exists操作符即可，性能最优，可命中索引：

  $filter = [
      '$or' => [
          // 判断users子文档下键"14"是否存在
          ['users.14' => ['$exists' => true]],
          // 匹配invoice_id=2的记录
          ['invoice_id' => 2]
      ]
  ];
  $result = $collection->find($filter, $option);
  

• 模糊匹配子文档键名
  如果需要用正则模糊匹配子文档的键名（比如匹配所有键名包含14的记录，而非固定精确键名），需要先用$objectToArray将子文档转为{k:键名, v:键值}格式的数组，再对数组元素的k字段（即原键名）做正则匹配：

  $filter = [
      '$or' => [
          [
              '$expr' => [
                  '$gt' => [
                      [
                          '$size' => [
                              '$filter' => [
                                  'input' => ['$objectToArray' => '$users'],
                                  'cond' => [
                                      '$regexMatch' => [
                                          'input' => '$$this.k',
                                          'regex' => '14' // 替换为实际需要的键名匹配正则
                                      ]
                                  ]
                              ]
                          ]
                      ],
                      0
                  ]
              ]
          ],
          ['invoice_id' => 2]
      ]
  ];
  $result = $collection->find($filter, $option);
  

注意：非必要不使用模糊匹配键名的写法，该写法需要逐行做表达式计算，无法命中索引，数据量大时查询性能会非常差。固定键判断优先使用$exists方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shail