MongoDB 入门实验：数据库创建、文档插入与数据操作

介绍

欢迎来到 LabEx！这是你的第一个 MongoDB 实验。如果你之前从未用过数据库，也请不用担心——我们会一步步指导你。

首先，让我们了解一下 MongoDB 是什么：MongoDB 是一个数据库系统，它以灵活的文档格式存储数据。与传统的电子表格不同，MongoDB 允许你以更自然的方式组织数据，这类似于你在电脑上将文件组织到文件夹中的方式。

在本实验中，你将学习如何：

启动 MongoDB shell 并了解它的作用
创建你的第一个数据库和集合 (collection)
在 MongoDB 中添加和查看数据
统计和删除数据

这些技能将为你 MongoDB 之旅打下基础。让我们开始吧！

点击下方 Continue 按钮开始实验。

启动 MongoDB Shell

在启动 MongoDB 之前，我们需要先在你的 LabEx 虚拟机中打开一个终端。你有两种方法可以做到：

**终端界面 (Terminal Interface)**：我们推荐使用终端界面，因为它速度快且易于使用。这是 MongoDB 相关实验的默认界面。
**桌面界面 (Desktop Interface)**：如果你更喜欢传统的终端体验，可以使用桌面界面。查看桌面左侧，然后点击标有 Xfce Terminal 的图标。

这两种方法效果一样好——它们只是访问同一实验环境的不同方式。选择你喜欢的方式即可！

现在，让我们启动 MongoDB shell，它就像我们数据库的控制面板。你可以将 shell 理解为直接与 MongoDB 对话的方式——你输入命令，MongoDB 会做出响应。

要启动 MongoDB Shell，请在你的终端中输入以下命令并按 Enter 键：

mongosh

你将看到一个连接消息，表明你已成功连接到本地 MongoDB 实例。输出将类似于：

Current Mongosh Log ID: 65a7f3e5f1a1234567890abc
Connecting to:          mongodb://127.0.0.1:27017/?directConnection=true&serverSelectionTimeoutMS=2000&appName=mongosh+x.y.z
Using MongoDB:          X.X.X
Using Mongosh:          X.X.X

For mongosh info, see: https://docs.mongodb.com/mongodb-shell/

test>

test> 提示符表示你现在已进入 mongosh shell，并已连接到默认的 test 数据库。

让我们列出服务器上所有现有的数据库。在 mongosh shell 中输入以下命令：

show dbs

你将看到一个列表，其中包含 MongoDB 用于内部目的的默认数据库：

admin     40.00 KiB
config   112.00 KiB
local     40.00 KiB

在下一步中，你将创建自己的数据库。

创建数据库并插入文档

在 MongoDB 中，你无需显式创建数据库。当你首次向数据库存储数据时，它会自动创建。要切换到新数据库，请使用 use 命令。

让我们切换到一个名为 mylab_database 的数据库。在 mongosh shell 中，输入：

use mylab_database

Shell 会回复 switched to db mylab_database。即使数据库尚未创建，你现在也已在它的上下文中进行操作。

MongoDB 中的数据存储在集合 (collections) 中，集合是文档 (documents) 的分组。文档是一组键值对。让我们通过插入第一个文档来创建一个 users 集合。

使用 insertOne() 方法向 users 集合添加单个文档：

db.users.insertOne({ name: "JohnDoe", age: 30, city: "NewYork" })

让我们分解一下这个命令：

db: 代表当前数据库 (mylab_database)。
users: 集合的名称。它将自动创建。
insertOne(): 插入一个文档的方法。
{...}: 文档本身，包含 name、age 和 city 等字段。

MongoDB 会确认插入操作，并返回它为该文档生成的唯一 _id：

{
  acknowledged: true,
  insertedId: ObjectId("...")
}

ObjectId 是一个唯一标识符，会自动分配给每个文档。

现在，让我们验证文档是否已添加。使用 find() 方法查看 users 集合中的所有文档：

db.users.find()

输出将显示你刚刚插入的文档：

[
  {
    _id: ObjectId("..."),
    name: 'JohnDoe',
    age: 30,
    city: 'NewYork'
  }
]

插入多个文档

通常，你需要一次性添加多个文档。insertMany() 方法非常适合此目的。它接受一个文档数组作为其参数。

让我们创建一个新的 books 集合，并用一个命令向其中添加三本书。

db.books.insertMany([
    { title: "MongoDBBasics", author: "JaneSmith", year: 2023 },
    { title: "PythonProgramming", author: "JohnDoe", year: 2022 },
    { title: "DataScienceHandbook", author: "AliceJohnson", year: 2021 }
])

注意方括号 [ ]，它们定义了一个数组。数组中的每个对象 {...} 都是一个单独的文档。

MongoDB 会确认操作，并返回所有已插入文档的 _id 值：

{
  acknowledged: true,
  insertedIds: {
    '0': ObjectId("..."),
    '1': ObjectId("..."),
    '2': ObjectId("...")
  }
}

要查看新创建的 books 集合中的所有文档，请再次使用 find() 方法：

db.books.find()

输出将列出你刚刚添加的所有三本书籍文档。

查询和计数文档

现在你有了数据，让我们学习如何检索和计数它。

要计算集合中文档的总数，请使用 countDocuments() 方法。让我们计算 books 集合中的书籍数量：

db.books.countDocuments()

该命令将返回总数：

要查找特定文档，你需要将查询过滤器 (query filter) 传递给 find() 方法。查询过滤器是一个指定搜索条件的文档。

例如，要查找所有由 "JohnDoe" 编写的书籍，请使用以下查询：

db.books.find({ author: "JohnDoe" })

过滤器 { author: "JohnDoe" } 告诉 MongoDB 只返回 author 字段值为 "JohnDoe" 的文档。

你也可以基于数值进行查询。让我们查找所有在 2023 年出版的书籍：

db.books.find({ year: 2023 })

这将返回 "MongoDBBasics" 这本书。find() 方法是检索你所需精确数据的强大工具。

删除文档

最后，让我们学习如何从集合中删除文档。

要删除匹配特定条件的单个文档，请使用 deleteOne() 方法。让我们删除标题为 "MongoDBBasics" 的书籍：

db.books.deleteOne({ title: "MongoDBBasics" })

Shell 会确认已删除一个文档：

{ acknowledged: true, deletedCount: 1 }

要删除匹配条件的多个文档，请使用 deleteMany()。此方法支持查询操作符来创建更复杂的条件。例如，$lt 代表 "小于" (less than)。

让我们删除所有在 2022 年之前出版的书籍：

db.books.deleteMany({ year: { $lt: 2022 } })

此命令将删除 year 字段值小于 2022 的所有文档。在本例中，它将删除 "DataScienceHandbook"。

要查看剩余的书籍，请最后运行一次 find() 命令：

db.books.find()

集合中应该只剩下 "PythonProgramming" 这本书。

你现在已经练习了 MongoDB 中的基本 CRUD (Create, Read, Update, Delete) 操作。要退出 mongosh shell，请输入：

exit

总结

恭喜你完成了你的第一个 MongoDB 实验！你已成功学习并实践了在 MongoDB 数据库中管理数据的核心操作。

在此实验中，你学习了如何：

启动 mongosh shell 以与 MongoDB 服务器进行交互。
使用 use 命令切换到数据库。
使用 insertOne() 和 insertMany() 插入单个和多个文档。
使用带或不带查询过滤器的 find() 来检索文档。
使用 countDocuments() 来计数集合中的文档。
使用 deleteOne() 和 deleteMany() 来删除文档。

这些基本技能是使用 MongoDB 开发强大应用程序的基石。熟能生巧，请随时进一步尝试你学过的命令。