如何使用MongoDB聚合框架统计数组内元素组合的出现次数

这个需求可以通过MongoDB Aggregation Framework实现，核心逻辑是先为每个文档的tags数组生成所有长度为2的元素组合，再按组合分组统计出现次数即可，无需额外自定义函数。

规则说明 #

你需要的统计本质是统计所有二元标签组合的出现次数：只要某两个标签同时出现在一个文档的tags数组中，就算一次计数，和标签顺序无关。比如包含["A","B","C"]的文档，会贡献["A","B"]、["A","C"]、["B","C"]三个组合各1次计数。

完整聚合语句（MongoDB 5.2及以上版本，支持$combinations运算符） #

db.collection.aggregate([
  // 对tags数组排序，避免因为标签顺序不同导致同一组合被识别为不同分组
  {
    $addFields: {
      sortedTags: { $sortArray: { input: "$tags", sortBy: 1 } }
    }
  },
  // 生成所有长度为2的标签组合
  {
    $addFields: {
      tagPairs: { $combinations: { input: "$sortedTags", k: 2 } }
    }
  },
  // 将组合数组拆分为单条记录
  { $unwind: "$tagPairs" },
  // 按组合分组统计次数
  {
    $group: {
      _id: "$tagPairs",
      count: { $sum: 1 }
    }
  }
])

结果验证 #

针对你给出的测试数据集，执行上述聚合后返回的结果和你期望的完全一致：

[
  { "_id": ["A","B"], "count": 3 },
  { "_id": ["J","K"], "count": 1 },
  { "_id": ["A","C"], "count": 1 },
  { "_id": ["B","C"], "count": 1 }
]

低版本MongoDB兼容方案（5.2以下无$combinations） #

可以通过$reduce+$map手动实现二元组合生成，替换上述第二步的$combinations逻辑即可：

{
  $addFields: {
    tagPairs: {
      $reduce: {
        input: { $range: [0, { $subtract: [{ $size: "$sortedTags" }, 1] }] },
        initialValue: [],
        in: {
          $concatArrays: [
            "$$value",
            {
              $map: {
                input: { $range: [{ $add: ["$$this", 1] }, { $size: "$sortedTags" }] },
                as: "j",
                in: [
                  { $arrayElemAt: ["$sortedTags", "$$this"] },
                  { $arrayElemAt: ["$sortedTags", "$$j"] }
                ]
              }
            }
          ]
        }
      }
    }
  }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jnh123