$firstN聚合运算符返回分组中前n个元素的聚合，只有在分组元素是有序的情况下才有意义，如果分组中的元素个数小于n，将返回分组中所有的元素。

语法

{$firstN:{input: <expression>,n: <expression>}
}

• input指定要从文档中获取的字段，可以是任何表达式
• nn 必须是正整数表达式，可以是常量，也可以是$group的_id 值。

使用

空值或缺失值的处理

• $firstN不会过滤掉空值
• 缺失的值会被$firstN转换为null

下面的聚合返回每个分组的前5个文档：

db.aggregate( [{$documents: [{ playerId: "PlayerA", gameId: "G1", score: 1 },{ playerId: "PlayerB", gameId: "G1", score: 2 },{ playerId: "PlayerC", gameId: "G1", score: 3 },{ playerId: "PlayerD", gameId: "G1"},{ playerId: "PlayerE", gameId: "G1", score: null }]},{$group:{_id: "$gameId",firstFiveScores:{$firstN:{input: "$score",n: 5}}}}
] )

在这个示例中：

• documents创建了一些包含运动员得分的字面量文档
• $group对文档按照gameId对文档进行分组，本例中只有一个gameId：G1
• PlayerD的得分得分不存在，PlayerE的得分为null，这两者的值都为都会被认为是null
• input: "$score"指定给firstFiveScores字段并返回一个数组
• 由于没有排序标准，因此返回前 5 个分数字段

[{_id: 'G1',firstFiveScores: [ 1, 2, 3, null, null ]}
]

$firstN与$topN对比

$firstN和$topN运算符返回的结果类似，但是：

• 如果文档来自于$group且已经排序，应该使用$firstN
• 如果要排序并且返回前n个元素，使用$topN一个运算就可以搞定
• $firstN可以用于聚合表达式，但是$topN不可以

关于窗口功能和聚合表达式的支持

• $firstN支持作为聚合表达式
• $firstN同时支持作为窗口操作符

内存限制

调用$firstN的聚合管道受100MB的限制，如果单个组超出此限制，聚合将失败并返回错误。

举例

使用下面的脚本创建gamescores集合：

db.gamescores.insertMany([{ playerId: "PlayerA", gameId: "G1", score: 31 },{ playerId: "PlayerB", gameId: "G1", score: 33 },{ playerId: "PlayerC", gameId: "G1", score: 99 },{ playerId: "PlayerD", gameId: "G1", score: 1 },{ playerId: "PlayerA", gameId: "G2", score: 10 },{ playerId: "PlayerB", gameId: "G2", score: 14 },{ playerId: "PlayerC", gameId: "G2", score: 66 },{ playerId: "PlayerD", gameId: "G2", score: 80 }
])

查找单场比赛的前三名运动员得分

使用$firstN单场比赛的前三名得分：

db.gamescores.aggregate( [{$match : { gameId : "G1" }},{$group:{_id: "$gameId",firstThreeScores:{$firstN:{input: ["$playerId", "$score"],n:3}}}}
] )

在本例中：

• 使用match过滤出gameId为G1的文档
• 使用$group按照gameId进行分组
• 使用input : ["$playerId"," $score"].为$firstN指定输入字段
• 使用$fristN指定n:3返回G1游戏前三个文档

操作返回的结果如下：

[{_id: 'G1',firstThreeScores: [ [ 'PlayerA', 31 ], [ 'PlayerB', 33 ], [ 'PlayerC', 99 ] ]}
]

查找多场比赛中前三名运动员的得分

使用$firstN查找每个比赛中前n个输入字段：

db.gamescores.aggregate( [{$group:{_id: "$gameId", playerId:{$firstN:{input: [ "$playerId","$score" ],n: 3}}}}
] )

在本例聚合管道中：

• 使用$group根据gameId进行分组
• 使用$firstN和n:3返回比赛前三个文档
• 为firstN指定输入字段input : ["$playerId", "$score"]

操作返回下面的结果：

[{_id: 'G1',playerId: [ [ 'PlayerA', 31 ], [ 'PlayerB', 33 ], [ 'PlayerC', 99 ] ]},{_id: 'G2',playerId: [ [ 'PlayerA', 10 ], [ 'PlayerB', 14 ], [ 'PlayerC', 66 ] ]}
]

$sort与$firstN一起使用

在管道中较早使用$sort阶段可能会影响$firstN

db.gamescores.aggregate( [{ $sort : { score : -1 } },{$group:{ _id: "$gameId", playerId:{$firstN:{input: [ "$playerId","$score" ],n: 3}}}}] )

在这个例子中：

• {$sort : { score : -1 } }将得分最高的排在分组最后
• firstN返回分组中前三个得分最高的

db.gamescores.aggregate( [{ $sort : { score : -1 } },{$group:{ _id: "$gameId", playerId:{$firstN:{input: [ "$playerId","$score" ],n: 3}}}}] )

操作返回下面的结果：

[{_id: 'G2',playerId: [ [ 'PlayerD', 80 ], [ 'PlayerC', 66 ], [ 'PlayerB', 14 ] ]},{_id: 'G1',playerId: [ [ 'PlayerC', 99 ], [ 'PlayerB', 33 ], [ 'PlayerA', 31 ] ]}
]

根据group的键计算n

可以动态的指定n的值，在下面的例子中$cond表达式被用于gameId字段

db.gamescores.aggregate([{$group:{_id: {"gameId": "$gameId"},gamescores:{$firstN:{input: "$score",n: { $cond: { if: {$eq: ["$gameId","G2"] }, then: 1, else: 3 } }}}}}
] )

在本例的管道中：

• 使用$group根据gameId进行分组
• 使用input : "$score"指定$firstN输入字段
• 如果gameId是G2则n为1，否则n为3

操作返回下面的结果：

[{ _id: { gameId: 'G1' }, gamescores: [ 31, 33, 99 ] },{ _id: { gameId: 'G2' }, gamescores: [ 10 ] }
]

在聚合表达式中使用$firstN

请看下面的聚合:

db.aggregate( [{$documents: [{ array: [10, 20, 30, 40] } ]},{ $project: {firstThreeElements:{$firstN:{input: "$array",n: 3}}}}
] )

• $documents创建了一个包含一个数组的字面量文档
• $project用于返回$firstN的输出
• _id被输出省略_id:0
• $firstN使用输入数组[10, 20, 30, 40]
• 返回输入文档数组的前三个元素

操作返回下面的结果：

[{ firstThreeElements: [ 10, 20, 30 ] }
]