协助 MongoDB 计算之交叉汇总

【摘要】

      交叉汇总作为数据统计的一种分类统计计算，用 MongoDB 实现比较困难，但可以利用集算器 SPL 语言来进行辅助实现。

交叉汇总是数据统计中一种实用的分类统计计算。交叉汇总分析，又称列联表分析，是通过分析两个或两个以上变量之间的联合分布特征，来了解这些变量之间相互影响关系的一种统计分析技术。一般情况下，我们将某一变量分组后作为行，用其它变量或变量的组合作为列，形成数据库表进行统计分析。例如下面的表结构：

		成绩
学校	学科	1	2	3	4	5
A	Sub1	人数	人数	…	…	…
	Sub2	人数	…
B	Sub1	人数
	Sub2	人数

如果将学科、成绩合并，则可进一步演化为：

	学科 - 成绩
学校	sub1-1	sub1-2	…	sub1-5	sub2-1	…
A	人数	…
B	人数

       用 MongoDB 能够比较清晰、自然地存储类似的数据，但要实现交叉汇总却比较困难。如果将数据取出，用 Java 等其它高级语言来汇总的话，也相当复杂。对于这种情况，我们可以利用集算器 SPL 语言辅助 MongoDB，完美实现交叉汇总的功能，下面用例子说明。

       Student集合记录了学校、学生名称、学科及成绩，样例数据如下：
       db.student.insert  ({school:'school1', sname : 'Sean' , sub1: 4, sub2 :5})
       db.student.insert  ({school:'school1', sname : 'chris' , sub1: 4, sub2 :3})
       db.student.insert  ({school:'school1', sname : 'becky' , sub1: 5, sub2 :4})
       db.student.insert  ({school:'school1', sname : 'sam' , sub1: 5, sub2 :4})
       db.student.insert  ({school:'school2', sname : 'dustin' , sub1: 2, sub2 :2})
       db.student.insert  ({school:'school2', sname : 'greg' , sub1: 3, sub2 :4})
       db.student.insert  ({school:'school2', sname : 'peter' , sub1: 5, sub2 :1})
       db.student.insert  ({school:'school2', sname : 'brad' , sub1: 2, sub2 :2})
       db.student.insert  ({school:'school2', sname : 'liz' , sub1: 3, sub2 :null})

       希望能够统计出如下的交叉表：每行一个学校，第一列是sub1成绩为5的人数，第二列是sub1成绩为4的人数，以此类推。

使用集算器SPL的代码如下：

	A
1	=mongo_open("mongodb://localhost:27017/local?user=test&password=test")
2	=mongo_shell(A1,"student.find()").fetch()
3	=A2.group(school)
4	=A3.new(school:school,~.align@a(5,sub1).(~.len()):sub1,~.align@a(5,sub2).(~.len()):sub2)
5	=A4.new(school,sub1(5):sub1-5,sub1(4):sub1-4,sub1(3):sub1-3,sub1(2):sub1-2,sub1(1):sub1-1,sub2(5):sub2-5,sub2(4):sub2-4,sub2(3):sub2-3,sub2(2):sub2-2,sub2(1):sub2-1)
6	=mongo_close(A1)

A1: 连接MongoDB数据库，ip和端口号是localhost:27017，数据库是test，用户名和密码都是test。

A2: 使用find函数从MongoDB中取出集合student，形成游标。SPL游标能够分批读取和处理数据，可以避免数据量过大，以防内存溢出因为数据量不大，所以这里可以直接 fetch 出游标的所有记录

A3：首先按照学校分组。

A4：分组之后，align函数实现每组内部按照[1,2,3,4,5]的序列对齐分组，再通过len函数求出每一个对齐分组序列的长度。

A5：对A4的长度数按学科与成绩组合成列放入相应的位置，生成结果排列。

结果如下：

A6: 关闭mongodb连接。

       简言之，SPL 先得到分组数据，用函数 align() 按成绩分组，再得到每组数量，最后按需求进行显示就行了。这样，借助 SPL 语言实现交叉汇总功能, 对 MongoDB 的用户来说就再也不是一件令人头痛的事了。

       需要说明的是：集算器SPL并不包含mongodb的java驱动包。如果要用SPL访问mongodb，必须提前将mongodb的java驱动包（例如：mongo-java-driver-3.9.1.jar）放到集算器设置的外部库目录extLib\MongoCli下。

       除了在集算器中直接计算，上述使用SPL语言协助mongodb计算的脚本也很容易集成到java中，只要增加一行，写成return A5即可向java输出resultset形式的结果，具体的代码参考SPL教程。同样，用java调用SPL访问mongodb也必须将mongdb的java驱动包放到java程序的classpath中。