Справочник по MongoDB · модуль 2 · язык фильтров

Сравнение полей между собой:
$expr

Во всех условиях модуля поле сравнивалось со значением, записанным в фильтре. Здесь разобран оператор $expr, который сравнивает поля одного документа между собой: нижнюю границу вилки с верхней, разность двух полей с числом. Отдельно — чем выражения внутри $expr отличаются от обычных условий фильтра: как в них сравниваются значения разных типов и что происходит с отсутствующим полем.

Категория: Язык запросов
Уровень: Начальный
Связанные темы: Операторы сравнения, наличие поля $exists, конвейер агрегации в модуле 4
Зачем это знать: Проверять согласованность полей внутри документа

Как запускать примеры этой главы

БазыГлава меняет песочницу. Перед началом верните базы в исходное состояние: docker compose run --rm reset или скрипт из главы 1.0, §6.

Архивmongodb-glava-2.8-python.zip, 60 КБmongodb-glava-2.8-ruby.zip, 60 КБmongodb-glava-2.8-go.zip, 65 КБmongodb-glava-2.8-cpp.zip, 63 КБ — все примеры главы готовыми программами, базы и стенд в Docker. В README.md — запуск в Docker, если Compass нет или он не подключается, и на установленном сервере с Compass, а также что должна напечатать каждая программа.

Файлlessons/ch2_8.py — пример вставляется в конец файлаlessons/ch2_8.rb — пример вставляется в конец файлаlessons/ch2_8.go — пример внутрь скобок в конце main, функции и типы — выше mainlessons/ch2_8.cpp — пример внутрь скобок в конце main, функции — выше main

Запускcd lessons, затем python ch2_8.pycd lessons, затем python3 ch2_8.py · в Docker: docker compose run --rm python lessons/ch2_8.pycd lessons, затем ruby ch2_8.rb · в Docker: docker compose run --rm ruby lessons/ch2_8.rbcd lessons, затем go run ch2_8.go · в Docker: docker compose run --rm go lessons/ch2_8.gocd lessons, затем g++ -std=c++17 ch2_8.cpp -o prog $(pkg-config --cflags --libs libmongocxx1) && ./prog · в Docker: docker compose run --rm cpp lessons/ch2_8.cpp

ПорядокКаждый пример вставляется вместо предыдущего и запускается один раз, по порядку, — так получены все выводы главы. Подробно — глава 1.0, §10.

§1Задача, которую фильтр не решает

У вакансии вилка зарплаты записана двумя полями: salary.from и salary.to. Если при вводе границы перепутали местами, нижняя окажется больше верхней, и вакансия станет попадать в поиски, которым она не соответствует: например, в поиск «от 80 000» по нижней границе 90 000, хотя платить готовы не больше 60 000. Проверить это можно только сравнением двух полей одного документа друг с другом.

Обычным условием это не записать. В условии {"salary.from": {"$lt": ...}} справа от оператора стоит значение — число, строка, дата. Если записать туда "$salary.to", сервер получит строку из десяти символов, и ссылкой на поле она не станет.

Python · PyMongoимя поля вместо значения

print("всего вакансий:              ", vacancies.count_documents({}))
print("salary.from $lt \"$salary.to\":", vacancies.count_documents({"salary.from": {"$lt": "$salary.to"}}))

C++ · mongocxxимя поля вместо значения

std::cout << "всего вакансий:               " << vacancies.count_documents(make_document()) << std::endl;
std::cout << "salary.from $lt \"$salary.to\": " << vacancies.count_documents(make_document(kvp("salary.from", make_document(kvp("$lt", "$salary.to"))))) << std::endl;

Go · mongo-driverимя поля вместо значения

vsego, _ := vacancies.CountDocuments(ctx, bson.D{})
strokoy, _ := vacancies.CountDocuments(ctx, bson.D{{Key: "salary.from", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: "$salary.to"}}}})

fmt.Println("всего вакансий:              ", vsego)
fmt.Println("salary.from $lt \"$salary.to\":", strokoy)

Ruby · mongoимя поля вместо значения

puts "всего вакансий:               " + vacancies.count_documents({}).to_s
puts "salary.from $lt \"$salary.to\": " + vacancies.count_documents({ "salary.from" => { "$lt" => "$salary.to" } }).to_s

Вывод в терминалрезультат запуска

всего вакансий:               8
salary.from $lt "$salary.to": 0

Вывод в терминалрезультат запуска

всего вакансий:               8
salary.from $lt "$salary.to": 0

Вывод в терминалрезультат запуска

всего вакансий:               8
salary.from $lt "$salary.to": 0

Вывод в терминалрезультат запуска

всего вакансий:               8
salary.from $lt "$salary.to": 0

Вакансий восемь, а условие «нижняя граница меньше "$salary.to"» не нашло ни одной. Числа в salary.from сравнивались со строкой, а число со строкой операторы сравнения не сравнивают (глава 2.2 §4). Ошибки нет, и результат выглядит как «вилок, где нижняя граница меньше верхней, нет», хотя нижняя граница меньше верхней во всех восьми вакансиях.

Compass, коллекция hh.vacancies: фильтр salary.from $lt строка $salary.to, счётчик 0 – 0 of 0, No results — Compass · `hh.vacancies`, фильтр `{ "salary.from": { $lt: "$salary.to" } }` — строка вместо ссылки на поле

Compass выполнил запрос и показал No results при восьми документах в коллекции. "$salary.to" в поле фильтра подсвечен цветом строк, как обычный текст.

§2`$expr`: выражение вместо условия

Оператор $expr стоит на месте имени поля и принимает выражение — запись вычисления, которое сервер выполняет для каждого документа. Документ попадает в результат, если выражение дало истину. Выражения — язык конвейера агрегации из модуля 4; в фильтре используется его часть.

В выражении у операторов сравнения другая форма. Обычное условие пишется как {"поле": {"$lt": значение}}: поле слева, оператор со значением справа. В выражении оператор принимает массив из двух аргументов: {"$lt": [первый, второй]} — «первый меньше второго». Строка, начинающаяся со знака $, внутри выражения означает значение поля: "$salary.from" — нижняя граница вилки этого документа.

Python · PyMongoдва поля одного документа

print("нижняя граница меньше верхней:", vacancies.count_documents({"$expr": {"$lt": ["$salary.from", "$salary.to"]}}))
print("нижняя граница больше верхней:", vacancies.count_documents({"$expr": {"$gt": ["$salary.from", "$salary.to"]}}))

C++ · mongocxxдва поля одного документа

std::cout << "нижняя граница меньше верхней: " << vacancies.count_documents(make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$lt", make_array("$salary.from", "$salary.to")))))) << std::endl;
std::cout << "нижняя граница больше верхней: " << vacancies.count_documents(make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$gt", make_array("$salary.from", "$salary.to")))))) << std::endl;

Go · mongo-driverдва поля одного документа

vernye, _ := vacancies.CountDocuments(ctx, bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: bson.A{"$salary.from", "$salary.to"}}}}})
perevernutye, _ := vacancies.CountDocuments(ctx, bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gt", Value: bson.A{"$salary.from", "$salary.to"}}}}})

fmt.Println("нижняя граница меньше верхней:", vernye)
fmt.Println("нижняя граница больше верхней:", perevernutye)

Ruby · mongoдва поля одного документа

puts "нижняя граница меньше верхней: " + vacancies.count_documents({ "$expr" => { "$lt" => ["$salary.from", "$salary.to"] } }).to_s
puts "нижняя граница больше верхней: " + vacancies.count_documents({ "$expr" => { "$gt" => ["$salary.from", "$salary.to"] } }).to_s

Вывод в терминалрезультат запуска

нижняя граница меньше верхней: 8
нижняя граница больше верхней: 0

Вывод в терминалрезультат запуска

нижняя граница меньше верхней: 8
нижняя граница больше верхней: 0

Вывод в терминалрезультат запуска

нижняя граница меньше верхней: 8
нижняя граница больше верхней: 0

Вывод в терминалрезультат запуска

нижняя граница меньше верхней: 8
нижняя граница больше верхней: 0

Нижняя граница меньше верхней у всех восьми вакансий, перевёрнутых вилок нет. Второй запрос — проверка данных, и он вернул ноль.

Compass, коллекция hh.vacancies: фильтр $expr $lt salary.from, salary.to, счётчик 1 – 8 of 8, у первых вакансий раскрыт salary — Compass · `hh.vacancies`, фильтр `{ $expr: { $lt: ["$salary.from", "$salary.to"] } }`

Счётчик 1 – 8 of 8. У трёх первых вакансий раскрыт salary, и в каждой from меньше to. Внутри $expr те же строки "$salary.from" и "$salary.to" работают как ссылки на поля.

§3Проверка данных: перевёрнутая вилка

В базе курса все вилки заданы верно, поэтому ошибку ввода пример создаёт сам — в песочнице, в отдельной коллекции черновиков вакансий. В начале примера коллекция удаляется, если она осталась от прошлого запуска, затем в неё записываются два черновика: один с верной вилкой, другой с перевёрнутой.

Python · PyMongoпроверка черновиков вакансий

# черновики вакансий: коллекция создаётся заново при каждом запуске
drafts = client["sandbox"]["vacancy_drafts"]
drafts.drop()
drafts.insert_one({"_id": "v-901",
                   "title": "Стажёр-аналитик",
                   "salary": {"from": 50000, "to": 70000}})
drafts.insert_one({"_id": "v-902",
                   "title": "Тестировщик",
                   "salary": {"from": 90000, "to": 60000}})

print("черновиков:       ", drafts.count_documents({}))
print("вилка перевёрнута:", drafts.count_documents({"$expr": {"$gt": ["$salary.from", "$salary.to"]}}))

for doc in drafts.find({"$expr": {"$gt": ["$salary.from", "$salary.to"]}}, {"title": 1, "salary": 1}):
    print(doc)

C++ · mongocxxпроверка черновиков вакансий

// черновики вакансий: коллекция создаётся заново при каждом запуске
auto drafts = client["sandbox"]["vacancy_drafts"];
drafts.drop();
drafts.insert_one(make_document(
    kvp("_id", "v-901"),
    kvp("title", "Стажёр-аналитик"),
    kvp("salary", make_document(kvp("from", 50000), kvp("to", 70000)))));
drafts.insert_one(make_document(
    kvp("_id", "v-902"),
    kvp("title", "Тестировщик"),
    kvp("salary", make_document(kvp("from", 90000), kvp("to", 60000)))));

std::cout << "черновиков:        " << drafts.count_documents(make_document()) << std::endl;
std::cout << "вилка перевёрнута: " << drafts.count_documents(make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$gt", make_array("$salary.from", "$salary.to")))))) << std::endl;

mongocxx::options::find options;
options.projection(make_document(kvp("title", 1), kvp("salary", 1)));

for (const auto& doc : drafts.find(make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$gt", make_array("$salary.from", "$salary.to"))))), options)) {
    std::cout << bsoncxx::to_json(doc, bsoncxx::ExtendedJsonMode::k_relaxed) << std::endl;
}

Go · mongo-driverпроверка черновиков вакансий

// черновики вакансий: коллекция создаётся заново при каждом запуске
drafts := client.Database("sandbox").Collection("vacancy_drafts")
drafts.Drop(ctx)
drafts.InsertOne(ctx, bson.D{
    {Key: "_id", Value: "v-901"},
    {Key: "title", Value: "Стажёр-аналитик"},
    {Key: "salary", Value: bson.D{{Key: "from", Value: 50000}, {Key: "to", Value: 70000}}}})
drafts.InsertOne(ctx, bson.D{
    {Key: "_id", Value: "v-902"},
    {Key: "title", Value: "Тестировщик"},
    {Key: "salary", Value: bson.D{{Key: "from", Value: 90000}, {Key: "to", Value: 60000}}}})

vsego, _ := drafts.CountDocuments(ctx, bson.D{})
perevernuta, _ := drafts.CountDocuments(ctx, bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gt", Value: bson.A{"$salary.from", "$salary.to"}}}}})

fmt.Println("черновиков:       ", vsego)
fmt.Println("вилка перевёрнута:", perevernuta)

cursor, _ := drafts.Find(ctx, bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gt", Value: bson.A{"$salary.from", "$salary.to"}}}}},
    options.Find().SetProjection(bson.D{{Key: "title", Value: 1}, {Key: "salary", Value: 1}}))
for cursor.Next(ctx) {
    var doc bson.D
    cursor.Decode(&doc)
    out, _ := bson.MarshalExtJSON(doc, false, false)
    fmt.Println(string(out))
}

Ruby · mongoпроверка черновиков вакансий

# черновики вакансий: коллекция создаётся заново при каждом запуске
drafts = client.use("sandbox").database[:vacancy_drafts]
drafts.drop
drafts.insert_one({ "_id" => "v-901",
                    "title" => "Стажёр-аналитик",
                    "salary" => { "from" => 50000, "to" => 70000 } })
drafts.insert_one({ "_id" => "v-902",
                    "title" => "Тестировщик",
                    "salary" => { "from" => 90000, "to" => 60000 } })

puts "черновиков:        " + drafts.count_documents({}).to_s
puts "вилка перевёрнута: " + drafts.count_documents({ "$expr" => { "$gt" => ["$salary.from", "$salary.to"] } }).to_s

drafts.find({ "$expr" => { "$gt" => ["$salary.from", "$salary.to"] } }, projection: { "title" => 1, "salary" => 1 })
      .each { |doc| puts doc.inspect }

Вывод в терминалрезультат запуска

черновиков:        2
вилка перевёрнута: 1
{'_id': 'v-902', 'title': 'Тестировщик', 'salary': {'from': 90000, 'to': 60000}}

Вывод в терминалрезультат запуска

черновиков:        2
вилка перевёрнута: 1
{ "_id" : "v-902", "title" : "Тестировщик", "salary" : { "from" : 90000, "to" : 60000 } }

Вывод в терминалрезультат запуска

черновиков:        2
вилка перевёрнута: 1
{"_id":"v-902","title":"Тестировщик","salary":{"from":90000,"to":60000}}

Вывод в терминалрезультат запуска

черновиков:        2
вилка перевёрнута: 1
{"_id"=>"v-902", "title"=>"Тестировщик", "salary"=>{"from"=>90000, "to"=>60000}}

Из двух черновиков запрос нашёл один — «Тестировщик» с вилкой от 90 000 до 60 000. Такой запрос выполняют перед публикацией или по расписанию, чтобы найти документы с несогласованными полями до того, как они попадут в выдачу.

Compass, коллекция sandbox.vacancy_drafts: фильтр $expr $gt salary.from, salary.to, счётчик 1 – 1 of 1, черновик v-902 — Compass · `sandbox.vacancy_drafts`, черновик с перевёрнутой вилкой

Коллекция находится в базе sandbox, вкладка Documents подписана числом 2. Счётчик 1 – 1 of 1: у черновика v-902 в раскрытом salary значение from — 90 000, to — 60 000.

§4Вычисления внутри `$expr`

Аргументом оператора сравнения может быть не только поле, но и другое выражение. Оператор $subtract вычитает второй аргумент из первого: {"$subtract": ["$salary.to", "$salary.from"]} — ширина вилки. Пример ищет вакансии, где вилка шире 50 000 включительно.

Python · PyMongoширина вилки от 50 000

filtr = {"$expr": {"$gte": [{"$subtract": ["$salary.to", "$salary.from"]}, 50000]}}

for doc in vacancies.find(filtr, {"_id": 0, "title": 1, "salary": 1}):
    print(doc)

C++ · mongocxxширина вилки от 50 000

auto filtr = make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$gte", make_array(make_document(kvp("$subtract", make_array("$salary.to", "$salary.from"))), 50000)))));

mongocxx::options::find options;
options.projection(make_document(kvp("_id", 0), kvp("title", 1), kvp("salary", 1)));

for (const auto& doc : vacancies.find(filtr.view(), options)) {
    std::cout << bsoncxx::to_json(doc, bsoncxx::ExtendedJsonMode::k_relaxed) << std::endl;
}

Go · mongo-driverширина вилки от 50 000

filtr := bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gte", Value: bson.A{bson.D{{Key: "$subtract", Value: bson.A{"$salary.to", "$salary.from"}}}, 50000}}}}}

cursor, _ := vacancies.Find(ctx, filtr,
    options.Find().SetProjection(bson.D{{Key: "_id", Value: 0}, {Key: "title", Value: 1}, {Key: "salary", Value: 1}}))
for cursor.Next(ctx) {
    var doc bson.D
    cursor.Decode(&doc)
    out, _ := bson.MarshalExtJSON(doc, false, false)
    fmt.Println(string(out))
}

Ruby · mongoширина вилки от 50 000

filtr = { "$expr" => { "$gte" => [{ "$subtract" => ["$salary.to", "$salary.from"] }, 50000] } }

vacancies.find(filtr, projection: { "_id" => 0, "title" => 1, "salary" => 1 })
         .each { |doc| puts doc.inspect }

Вывод в терминалрезультат запуска

{'title': 'Backend-разработчик .NET', 'salary': {'from': 100000, 'to': 150000}}
{'title': 'Frontend-разработчик', 'salary': {'from': 90000, 'to': 140000}}
{'title': 'Администратор баз данных', 'salary': {'from': 110000, 'to': 160000}}
{'title': 'Аналитик данных', 'salary': {'from': 120000, 'to': 180000}}
{'title': 'Data-инженер', 'salary': {'from': 140000, 'to': 200000}}

Вывод в терминалрезультат запуска

{ "title" : "Backend-разработчик .NET", "salary" : { "from" : 100000, "to" : 150000 } }
{ "title" : "Frontend-разработчик", "salary" : { "from" : 90000, "to" : 140000 } }
{ "title" : "Администратор баз данных", "salary" : { "from" : 110000, "to" : 160000 } }
{ "title" : "Аналитик данных", "salary" : { "from" : 120000, "to" : 180000 } }
{ "title" : "Data-инженер", "salary" : { "from" : 140000, "to" : 200000 } }

Вывод в терминалрезультат запуска

{"title":"Backend-разработчик .NET","salary":{"from":100000,"to":150000}}
{"title":"Frontend-разработчик","salary":{"from":90000,"to":140000}}
{"title":"Администратор баз данных","salary":{"from":110000,"to":160000}}
{"title":"Аналитик данных","salary":{"from":120000,"to":180000}}
{"title":"Data-инженер","salary":{"from":140000,"to":200000}}

Вывод в терминалрезультат запуска

{"title"=>"Backend-разработчик .NET", "salary"=>{"from"=>100000, "to"=>150000}}
{"title"=>"Frontend-разработчик", "salary"=>{"from"=>90000, "to"=>140000}}
{"title"=>"Администратор баз данных", "salary"=>{"from"=>110000, "to"=>160000}}
{"title"=>"Аналитик данных", "salary"=>{"from"=>120000, "to"=>180000}}
{"title"=>"Data-инженер", "salary"=>{"from"=>140000, "to"=>200000}}

Пять вакансий. У трёх ширина ровно 50 000, у двух — 60 000. Не прошли вакансии с шириной 30 000, 25 000 и 40 000. Кроме $subtract, в выражениях есть $add, $multiply, $divide и множество других операторов; они разбираются вместе с конвейером агрегации в модуле 4.

Compass, коллекция hh.vacancies: фильтр $expr с $subtract и $gte, счётчик 1 – 5 of 5, у первой вакансии раскрыт документ salary — Compass · `hh.vacancies`, фильтр с `$subtract` — вакансии с вилкой шире 50 000

Счётчик 1 – 5 of 5 совпадает с выводом программы. У первой вакансии, «Backend-разработчик .NET», раскрыт документ salary: from — 100 000, to — 150 000, разность — ровно 50 000, граница входит в условие $gte.

§5`$expr` вместе с обычными условиями

$expr — одна из пар фильтра, и с остальными парами он соединяется по «и». Обычные условия пишутся рядом с ним как всегда.

Python · PyMongo$expr вместе с обычным условием

filtr = {"city": "Москва",
         "$expr": {"$gte": [{"$subtract": ["$salary.to", "$salary.from"]}, 50000]}}

for doc in vacancies.find(filtr, {"_id": 0, "title": 1, "city": 1, "salary": 1}):
    print(doc)

C++ · mongocxx$expr вместе с обычным условием

auto filtr = make_document(
    kvp("city", "Москва"),
    kvp("$expr", make_document(kvp("$gte", make_array(make_document(kvp("$subtract", make_array("$salary.to", "$salary.from"))), 50000)))));

mongocxx::options::find options;
options.projection(make_document(kvp("_id", 0), kvp("title", 1), kvp("city", 1), kvp("salary", 1)));

for (const auto& doc : vacancies.find(filtr.view(), options)) {
    std::cout << bsoncxx::to_json(doc, bsoncxx::ExtendedJsonMode::k_relaxed) << std::endl;
}

Go · mongo-driver$expr вместе с обычным условием

filtr := bson.D{
    {Key: "city", Value: "Москва"},
    {Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gte", Value: bson.A{bson.D{{Key: "$subtract", Value: bson.A{"$salary.to", "$salary.from"}}}, 50000}}}}}

cursor, _ := vacancies.Find(ctx, filtr,
    options.Find().SetProjection(bson.D{{Key: "_id", Value: 0}, {Key: "title", Value: 1}, {Key: "city", Value: 1}, {Key: "salary", Value: 1}}))
for cursor.Next(ctx) {
    var doc bson.D
    cursor.Decode(&doc)
    out, _ := bson.MarshalExtJSON(doc, false, false)
    fmt.Println(string(out))
}

Ruby · mongo$expr вместе с обычным условием

filtr = { "city" => "Москва",
          "$expr" => { "$gte" => [{ "$subtract" => ["$salary.to", "$salary.from"] }, 50000] } }

vacancies.find(filtr, projection: { "_id" => 0, "title" => 1, "city" => 1, "salary" => 1 })
         .each { |doc| puts doc.inspect }

Вывод в терминалрезультат запуска

{'title': 'Администратор баз данных', 'city': 'Москва', 'salary': {'from': 110000, 'to': 160000}}
{'title': 'Аналитик данных', 'city': 'Москва', 'salary': {'from': 120000, 'to': 180000}}
{'title': 'Data-инженер', 'city': 'Москва', 'salary': {'from': 140000, 'to': 200000}}

Вывод в терминалрезультат запуска

{ "title" : "Администратор баз данных", "city" : "Москва", "salary" : { "from" : 110000, "to" : 160000 } }
{ "title" : "Аналитик данных", "city" : "Москва", "salary" : { "from" : 120000, "to" : 180000 } }
{ "title" : "Data-инженер", "city" : "Москва", "salary" : { "from" : 140000, "to" : 200000 } }

Вывод в терминалрезультат запуска

{"title":"Администратор баз данных","city":"Москва","salary":{"from":110000,"to":160000}}
{"title":"Аналитик данных","city":"Москва","salary":{"from":120000,"to":180000}}
{"title":"Data-инженер","city":"Москва","salary":{"from":140000,"to":200000}}

Вывод в терминалрезультат запуска

{"title"=>"Администратор баз данных", "city"=>"Москва", "salary"=>{"from"=>110000, "to"=>160000}}
{"title"=>"Аналитик данных", "city"=>"Москва", "salary"=>{"from"=>120000, "to"=>180000}}
{"title"=>"Data-инженер", "city"=>"Москва", "salary"=>{"from"=>140000, "to"=>200000}}

Из пяти вакансий с широкой вилкой три — в Москве. Условие на город здесь простое равенство, условие на ширину — выражение, и оба проверяются у каждого документа. Условие, которое записывается без $expr, так и пишут: $expr нужен для сравнения полей между собой и для вычислений.

Compass, коллекция hh.vacancies: фильтр city Москва и $expr с $subtract, счётчик 1 – 3 of 3 — Compass · `hh.vacancies`, условие на город и `$expr` в одном фильтре

Все три документа — московские, и у каждого в раскрытом salary разница между to и from не меньше 50 000. Фильтр в поле обрезан справа; видно начало: { city: "Москва", $expr: ….

§6Типы и отсутствующее поле в выражении

Внутри выражения сравнение устроено иначе, чем в обычном условии. Обычное условие сравнивает значения только одного типа: число с числом, дату с датой (глава 2.2 §4). В выражении значения разных типов тоже сравниваются — по порядку типов BSON, тому же, что при сортировке (глава 1.6): null меньше чисел, числа меньше строк, строки меньше документов. Отсутствующее поле в выражении даёт значение null.

Python · PyMongoтипы и отсутствующее поле в $expr

from datetime import datetime

sep01 = datetime(2026, 9, 1)

print("vacancies: $expr salary > 100000:", vacancies.count_documents({"$expr": {"$gt": ["$salary", 100000]}}))
print("vacancies: salary $gt 100000:    ", vacancies.count_documents({"salary": {"$gt": 100000}}))
print("resumes: $expr updated < 01.09:  ", resumes.count_documents({"$expr": {"$lt": ["$updated", sep01]}}))
print("resumes: updated $lt 01.09:      ", resumes.count_documents({"updated": {"$lt": sep01}}))

C++ · mongocxxтипы и отсутствующее поле в $expr

auto sep01 = bsoncxx::types::b_date{std::chrono::milliseconds{1788220800000}};   // 01.09.2026 00:00 UTC

std::cout << "vacancies: $expr salary > 100000: " << vacancies.count_documents(make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$gt", make_array("$salary", 100000)))))) << std::endl;
std::cout << "vacancies: salary $gt 100000:     " << vacancies.count_documents(make_document(kvp("salary", make_document(kvp("$gt", 100000))))) << std::endl;
std::cout << "resumes: $expr updated < 01.09:   " << resumes.count_documents(make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$lt", make_array("$updated", sep01)))))) << std::endl;
std::cout << "resumes: updated $lt 01.09:       " << resumes.count_documents(make_document(kvp("updated", make_document(kvp("$lt", sep01))))) << std::endl;

Go · mongo-driverтипы и отсутствующее поле в $expr

sep01 := time.Date(2026, 9, 1, 0, 0, 0, 0, time.UTC)

exprDok, _ := vacancies.CountDocuments(ctx, bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gt", Value: bson.A{"$salary", 100000}}}}})
filtrDok, _ := vacancies.CountDocuments(ctx, bson.D{{Key: "salary", Value: bson.D{{Key: "$gt", Value: 100000}}}})
exprData, _ := resumes.CountDocuments(ctx, bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: bson.A{"$updated", sep01}}}}})
filtrData, _ := resumes.CountDocuments(ctx, bson.D{{Key: "updated", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: sep01}}}})

fmt.Println("vacancies: $expr salary > 100000:", exprDok)
fmt.Println("vacancies: salary $gt 100000:    ", filtrDok)
fmt.Println("resumes: $expr updated < 01.09:  ", exprData)
fmt.Println("resumes: updated $lt 01.09:      ", filtrData)

Ruby · mongoтипы и отсутствующее поле в $expr

sep01 = Time.utc(2026, 9, 1)

puts "vacancies: $expr salary > 100000: " + vacancies.count_documents({ "$expr" => { "$gt" => ["$salary", 100000] } }).to_s
puts "vacancies: salary $gt 100000:     " + vacancies.count_documents({ "salary" => { "$gt" => 100000 } }).to_s
puts "resumes: $expr updated < 01.09:   " + resumes.count_documents({ "$expr" => { "$lt" => ["$updated", sep01] } }).to_s
puts "resumes: updated $lt 01.09:       " + resumes.count_documents({ "updated" => { "$lt" => sep01 } }).to_s

Вывод в терминалрезультат запуска

vacancies: $expr salary > 100000: 8
vacancies: salary $gt 100000:     0
resumes: $expr updated < 01.09:   4
resumes: updated $lt 01.09:       3

Вывод в терминалрезультат запуска

vacancies: $expr salary > 100000: 8
vacancies: salary $gt 100000:     0
resumes: $expr updated < 01.09:   4
resumes: updated $lt 01.09:       3

Вывод в терминалрезультат запуска

vacancies: $expr salary > 100000: 8
vacancies: salary $gt 100000:     0
resumes: $expr updated < 01.09:   4
resumes: updated $lt 01.09:       3

Вывод в терминалрезультат запуска

vacancies: $expr salary > 100000: 8
vacancies: salary $gt 100000:     0
resumes: $expr updated < 01.09:   4
resumes: updated $lt 01.09:       3

Первая пара строк: поле salary в вакансиях — документ. Обычное условие «больше 100 000» не нашло ни одной вакансии, потому что документ с числом не сравнивается. Выражение нашло все восемь: по порядку типов документ больше любого числа. Вторая пара: у резюме Анны Беловой нет поля updated. Обычное условие его пропустило, а выражение получило null, и null оказался меньше даты. Поэтому в выражениях сравнивают поля известного типа, а для полей, которые есть не у всех документов, рядом ставят условие $exists: true.

Compass, коллекция hh.resumes: фильтр $expr $lt updated и ISODate, счётчик 1 – 4 of 4, у первого резюме нет поля updated — Compass · `hh.resumes`, фильтр `{ $expr: { $lt: ["$updated", ISODate("2026-09-01")] } }`

Первым в выдаче стоит резюме Анны Беловой, и поля updated в нём нет: выражение получило null. У остальных трёх даты в июле и августе.

§7`$expr` и скорость запроса

Выражение вычисляется для каждого документа, который дошёл до этой проверки. Обычное условие с равенством или диапазоном сервер может проверить по индексу, не читая документы; выражение, сравнивающее два поля документа, по индексу проверить нельзя, и документы приходится читать. Поэтому в запрос с $expr добавляют обычные условия, которые отбирают документы заранее, как условие на город в §5. Как это видно в плане запроса, разобрано в модуле 3.

§8`$expr` в Compass

Кадры в разделах выше сняты в Compass на тех же запросах, что и примеры. $expr в поле фильтра пишется так же, как в коде: оператор сравнения с массивом из двух аргументов, ссылки на поля — строками со знаком $, дата — функцией ISODate("…"). Длинное выражение вводится одной строкой.

§9Частые ошибки

Что написано	Что происходит	Как правильно
`{"salary.from": {"$lt": "$salary.to"}}`	Пусто: вне `$expr` строка `"$salary.to"` — обычный текст	`{"$expr": {"$lt": ["$salary.from", "$salary.to"]}}`
`{"$expr": {"$lt": ["salary.from", "salary.to"]}}`	Сравниваются две строки-имени, а не значения полей; результат совпадает с верным случайно	Имена полей со знаком `$`: `"$salary.from"`
`{"$expr": {"$lt": "$salary.from"}}`	Ошибка сервера: `Expression $lt takes exactly 2 arguments`	Массив из двух аргументов
`{"$expr": {"$gt": ["$salary", 100000]}}`	Находит все вакансии: в выражении документ больше числа по порядку типов	Сравнивать поле нужного типа: `"$salary.from"`
`$expr` с `$lt` по дате на поле, которого нет в части документов	Находит и документы без поля: отсутствующее поле в выражении равно `null`, а `null` меньше даты	Добавить условие `$exists: true` на это поле

Что написано	Что происходит	Как правильно
`make_document(kvp("salary.from", make_document(kvp("$lt", "$salary.to"))))`	Пусто: вне `$expr` строка `"$salary.to"` — обычный текст	`make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$lt", make_array("$salary.from", "$salary.to")))))`
`make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$lt", make_array("salary.from", "salary.to")))))`	Сравниваются две строки-имени, а не значения полей; результат совпадает с верным случайно	Имена полей со знаком `$`: `"$salary.from"`
`make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$lt", "$salary.from"))))`	Ошибка сервера: `Expression $lt takes exactly 2 arguments`	Массив из двух аргументов
`make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$gt", make_array("$salary", 100000)))))`	Находит все вакансии: в выражении документ больше числа по порядку типов	Сравнивать поле нужного типа: `"$salary.from"`
`$expr` с `$lt` по дате на поле, которого нет в части документов	Находит и документы без поля: отсутствующее поле в выражении равно `null`, а `null` меньше даты	Добавить условие `$exists: true` на это поле

Что написано	Что происходит	Как правильно
`bson.D{{Key: "salary.from", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: "$salary.to"}}}}`	Пусто: вне `$expr` строка `"$salary.to"` — обычный текст	`bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: bson.A{"$salary.from", "$salary.to"}}}}}`
`bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: bson.A{"salary.from", "salary.to"}}}}}`	Сравниваются две строки-имени, а не значения полей; результат совпадает с верным случайно	Имена полей со знаком `$`: `"$salary.from"`
`bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: "$salary.from"}}}}`	Ошибка сервера: `Expression $lt takes exactly 2 arguments`	Массив из двух аргументов
`bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gt", Value: bson.A{"$salary", 100000}}}}}`	Находит все вакансии: в выражении документ больше числа по порядку типов	Сравнивать поле нужного типа: `"$salary.from"`
`$expr` с `$lt` по дате на поле, которого нет в части документов	Находит и документы без поля: отсутствующее поле в выражении равно `null`, а `null` меньше даты	Добавить условие `$exists: true` на это поле

Что написано	Что происходит	Как правильно
`{ "salary.from" => { "$lt" => "$salary.to" } }`	Пусто: вне `$expr` строка `"$salary.to"` — обычный текст	`{ "$expr" => { "$lt" => ["$salary.from", "$salary.to"] } }`
`{ "$expr" => { "$lt" => ["salary.from", "salary.to"] } }`	Сравниваются две строки-имени, а не значения полей; результат совпадает с верным случайно	Имена полей со знаком `$`: `"$salary.from"`
`{ "$expr" => { "$lt" => "$salary.from" } }`	Ошибка сервера: `Expression $lt takes exactly 2 arguments`	Массив из двух аргументов
`{ "$expr" => { "$gt" => ["$salary", 100000] } }`	Находит все вакансии: в выражении документ больше числа по порядку типов	Сравнивать поле нужного типа: `"$salary.from"`
`$expr` с `$lt` по дате на поле, которого нет в части документов	Находит и документы без поля: отсутствующее поле в выражении равно `null`, а `null` меньше даты	Добавить условие `$exists: true` на это поле

§10Проверьте себя

Почему {"salary.from": {"$lt": "$salary.to"}} ничего не нашёл?

Вне $expr строка "$salary.to" — обычный текст. Числовое поле со строкой операторы сравнения не сравнивают. Сравнение двух полей записывается через $expr: {"$expr": {"$lt": ["$salary.from", "$salary.to"]}}.

Чем форма {"$lt": ["$a", "$b"]} отличается от {"a": {"$lt": 5}}?

Первая — выражение: оператор принимает массив из двух аргументов, и оба могут быть полями или вычислениями. Вторая — обычное условие: поле слева, значение справа. Первая форма работает только внутри $expr.

Как найти вакансии, где вилка шире 50 000?

Выражением с вычитанием: {"$expr": {"$gte": [{"$subtract": ["$salary.to", "$salary.from"]}, 50000]}}. В базе курса таких вакансий пять.

Почему {"$expr": {"$lt": ["$updated", дата]}} нашёл на одно резюме больше, чем {"updated": {"$lt": дата}}?

В одном резюме нет поля updated. В выражении отсутствующее поле даёт null, а null по порядку типов меньше даты. Обычное условие такой документ пропускает. Чтобы выражение вело себя так же, рядом ставят {"updated": {"$exists": true}}.

Зачем оставлять в запросе с $expr обычные условия?

Обычные условия сервер может проверить по индексу и отбросить лишние документы до вычисления выражения. Выражение, сравнивающее поля документа, вычисляется для каждого документа, который до него дошёл.

§11Шпаргалка

Сравнить два поля {"$expr": {"$lt": ["$salary.from", "$salary.to"]}}

Найти перевёрнутые значения {"$expr": {"$gt": ["$salary.from", "$salary.to"]}}

Разность полей {"$expr": {"$gte": [{"$subtract": ["$salary.to", "$salary.from"]}, 50000]}}

Вместе с обычным условием {"city": "Москва", "$expr": {...}}

Сравнить два поля make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$lt", make_array("$salary.from", "$salary.to")))))

Найти перевёрнутые значения make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$gt", make_array("$salary.from", "$salary.to")))))

Разность полей

make_document(kvp("$expr", make_document(kvp("$gte", make_array(make_document(kvp("$subtract", make_array("$salary.to", "$salary.from"))), 50000)))))

Вместе с обычным условием make_document(kvp("city", "Москва"), kvp("$expr", ...))

Сравнить два поля bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$lt", Value: bson.A{"$salary.from", "$salary.to"}}}}}

Найти перевёрнутые значения bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gt", Value: bson.A{"$salary.from", "$salary.to"}}}}}

Разность полей

bson.D{{Key: "$expr", Value: bson.D{{Key: "$gte", Value: bson.A{bson.D{{Key: "$subtract", Value: bson.A{"$salary.to", "$salary.from"}}}, 50000}}}}}

Вместе с обычным условием bson.D{{Key: "city", Value: "Москва"}, {Key: "$expr", Value: ...}}

Сравнить два поля { "$expr" => { "$lt" => ["$salary.from", "$salary.to"] } }

Найти перевёрнутые значения { "$expr" => { "$gt" => ["$salary.from", "$salary.to"] } }

Разность полей { "$expr" => { "$gte" => [{ "$subtract" => ["$salary.to", "$salary.from"] }, 50000] } }

Вместе с обычным условием { "city" => "Москва", "$expr" => {...} }

Итог главы

$expr принимает выражение и отбирает документы, для которых оно истинно; так сравнивают поля одного документа между собой. В выражении оператор сравнения принимает массив из двух аргументов, а строка со знаком $ означает значение поля. Аргументами могут быть вычисления, например разность полей через $subtract. С остальными парами фильтра $expr соединяется по «и». В выражении значения разных типов сравниваются по порядку типов BSON, а отсутствующее поле даёт null, поэтому сравнивают поля известного типа и при необходимости добавляют $exists. На этом разобраны все операторы языка фильтров из плана модуля 2: равенство и точечная нотация, сравнения, списки, логика, наличие и тип поля, массивы, шаблоны и выражения.

Глава 2.8 · Справочник по MongoDB Автор: Макаров Максим Николаевич

§1Задача, которую фильтр не решает

§2$expr: выражение вместо условия

§3Проверка данных: перевёрнутая вилка

§4Вычисления внутри $expr

§5$expr вместе с обычными условиями

§6Типы и отсутствующее поле в выражении

§7$expr и скорость запроса

§8$expr в Compass

§9Частые ошибки

§10Проверьте себя

§11Шпаргалка

Итог главы

§2`$expr`: выражение вместо условия

§4Вычисления внутри `$expr`

§5`$expr` вместе с обычными условиями

§7`$expr` и скорость запроса

§8`$expr` в Compass