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Interrogazioni di esempio sul dataset Amazon
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d4bbe97a07
commit
7bac1efc37
GPG key ID:
6965406171929D01
5 changed files with 202 additions and 70 deletions
0
.gitmodules
vendored
0
.gitmodules
vendored
233
README.md
233
README.md
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@ -13,21 +13,7 @@
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## Premessa
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L'attività è stata svolta su MongoDB 6.0.2, attraverso il progetto [Docker Compose](https://docs.docker.com/compose/) allegato.
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Per ricreare lo stesso ambiente di lavoro utilizzato, sarà necessario:
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1. Inserire il file `metaexport.json` all'interno della cartella `seed`, non allegato per motivi di dimensioni.
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2. Con un daemon Docker in esecuzione, e Docker Compose installato sulla macchina locale, "accendere" il progetto:
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```console
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# docker compose up -d
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```
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3. Con la [MongoDB Shell](https://www.mongodb.com/try/download/shell) installata sulla macchina locale, è possibile interfacciarsi al database con:
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```console
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$ mongosh --username=unimore --password=unimore --authenticationDatabase=admin mongodb://127.0.0.1:27017/amazon
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```
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L'attività è stata svolta su MongoDB 6.0.2, attraverso la macchina virtuale predisposta su [Azure Labs](https://labs.azure.com/virtualmachines), `LabBDA2`.
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## Introduzione
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@ -36,10 +22,14 @@ Sviluppando una applicazione o effettuando analisi su dati, è possibile aver bi
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Per comodità, MongoDB include funzionalità basilari per la ricerca in linguaggio naturale, in modo che i suoi utilizzatori possano usufruirne senza dover configurare un motore di ricerca esterno come [ElasticSearch](https://www.elastic.co/).
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||||
Sono disponibili funzionalità di ricerca più avanzate, ma sono limitate al piano managed del database, [MongoDB Atlas](https://www.mongodb.com/pricing): esse non vengono prese in considerazione da questa relazione.
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### Il problema degli indici
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Una richiesta molto comune che riguarda il testo naturale è trovare i documenti contenenti parole specifiche in uno o più campi: ad esempio, in una collezione di film, si potrebbe voler trovare quello con un determinato titolo.
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||||
Quando si effettua una ricerca in linguaggio naturale su una collezione di documenti, solitamente si desidera trovare uno o più documenti dal contenuto più simile possibile al contenuto della richiesta effettuata.
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Ad esempio, in un database di film, si potrebbe voler trovare il film con uno specifico titolo, o con un termine specifico nella descrizione.
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Non effettuando confronti diretti (`===`) tra i contenuti dei campi interrogati e i termini della query, non è possibile fare uso dei comuni indici usati per la ricerca binaria; è invece necessario un indice apposito, detto *[Text Index](https://www.mongodb.com/docs/manual/core/index-text/)*, in grado di processare correttamente le stringhe dei documenti nella collezione.
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@ -131,12 +121,16 @@ db.EXAMPLE.createIndex(
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||||
Per operare efficacemente con il linguaggio naturale, è necessario effettuare alcune operazioni di preprocessing sulle stringhe in questione, trasformandole in insiemi di token.
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||||
> Ho scelto di considerare il contenuto e l'effetto di queste operazioni oltre lo scopo di questo testo, in quanto è stato ampiamente trattato in Gestione dell'Informazione alla triennale.
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||||
Queste operazioni, su MongoDB, sono:
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||||
1. tokenizzazione: le parole vengono separate, ripulite da punteggiatura e diacritici, e trasformate in _token_
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||||
2. eliminazione delle stopwords: i token più comuni e insignificanti ai fini della ricerca, come le congiunzioni, vengono eliminati
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||||
3. _opzionalmente_ stemming: i token vengono ridotti al loro prefisso, in modo che non ci sia disambiguazione tra singolari, plurali, maschili o femminili
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||||
Esse sono effettuate a runtime, nello specifico:
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||||
- quando si crea un nuovo Text Index, sono preprocessate le stringhe di tutti i documenti già esistenti;
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||||
- quando si inserisce un nuovo documento o se ne modifica uno già esistente, sono preprocessate le sue stringhe;
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||||
- quando si effettua un'interrogazione basata sul Text Index, sono preprocessati i termini di essa.
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||||
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||||
MongoDB effettua queste operazioni a runtime, nello specifico:
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||||
- quando si crea un nuovo Text Index, sono processate le stringhe di tutti i documenti già esistenti;
|
||||
- quando si inserisce un nuovo documento o se ne modifica uno già esistente, sono processate le sue stringhe;
|
||||
- quando si effettua un'interrogazione basata sul Text Index, sono processati i termini di essa.
|
||||
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||||
##### Lingua
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@ -180,6 +174,7 @@ db.EXAMPLE.createIndex(
|
|||
})
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```
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### Interrogazione sull'indice
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Una volta creato l'indice, è possibile usarlo per effettuare interrogazioni di linguaggio naturale sulla collezione utilizzando i metodi della collezione `.find()` e le chiavi speciali `$text` e `$search`:
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@ -193,6 +188,7 @@ db.EXAMPLE.find({
|
|||
})
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||||
```
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||||
#### Query speciali
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||||
Circondando di virgolette doppie `"` un termine della ricerca, è possibile richiedere la presenza esatta di uno dato termine o frase all'interno del documento:
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||||
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@ -215,7 +211,7 @@ db.EXAMPLE.find({
|
|||
})
|
||||
```
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||||
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||||
Prefissando un trattino `-` ad un termine è possibile filtrare i documenti che lo contengono:
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||||
Prefissando un trattino `-` ad un termine è possibile nascondere i documenti che lo contengono:
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||||
|
||||
```javascript
|
||||
// Cerca documenti che contengono le parole della stringa "La Mia Query" nei campi indicizzati, e che hanno SICURAMENTE la parola "Mia" da qualche parte
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||||
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|
@ -226,6 +222,7 @@ db.EXAMPLE.find({
|
|||
})
|
||||
```
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||||
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||||
|
||||
#### Query miste
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||||
|
||||
È possibile effettuare query `$text` assieme a query "normali", effettuando l'intersezione dei risultati:
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@ -260,13 +257,14 @@ db.EXAMPLE.find(
|
|||
)
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||||
```
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||||
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||||
## Interrogazioni di esempio sul dataset Amazon
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### 0 - Creazione dell'indice sulla collezione Meta
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### 0 - Creazione del Text Index sulla collezione `meta`
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||||
La collezione `meta` ha un solo campo in cui sono utilizzate stringhe con testo in linguaggio naturale: `description`.
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||||
Pertanto, si crea un indice contenente solo quel campo specifico.
|
||||
Pertanto, si è creato un indice contenente solo quel campo specifico.
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||||
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||||
```javascript
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||||
db.meta.createIndex(
|
||||
|
|
@ -280,10 +278,35 @@ db.meta.createIndex(
|
|||
)
|
||||
```
|
||||
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||||
### 0 - Creazione del Text Index sulla collezione `reviews`
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||||
La collezione `reviews` ha due campi di testo in linguaggio naturale: `summary`, il titolo della recensione, e `reviewText`, il contenuto completo della recensione.
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||||
Quindi, si è eliminato l'indice pre-esistente `summary_text`, e si è creato un indice contenente quei due campi, dando peso maggiore al campo `summary`, più rilevante.
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||||
```javascript
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||||
db.reviews.dropIndex("summary_text")
|
||||
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||||
db.reviews.createIndex(
|
||||
{
|
||||
summary: "text",
|
||||
reviewText: "text",
|
||||
},
|
||||
{
|
||||
name: "reviews_text",
|
||||
default_language: "english",
|
||||
weights: {
|
||||
summary: 2,
|
||||
reviewText: 1,
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
)
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||||
```
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### 1 - Ricerca semplice
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Si desidera cercare all'interno della collezione il videogioco _[Terraria](https://store.steampowered.com/app/105600/Terraria/)_.
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||||
Si desidera cercare all'interno della collezione tutti i dati relativi al videogioco _[Terraria](https://store.steampowered.com/app/105600/Terraria/)_.
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||||
|
||||
Si effettua una query dove il termine "Terraria" viene cercato all'interno del Text Index.
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||||
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||||
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@ -295,8 +318,7 @@ db.meta.findOne(
|
|||
)
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||||
```
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||||
|
||||
La query ha avuto successo ed ha restituito il prodotto che aspettato:
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||||
La query ha successo e restituisce un documento con le caratteristiche richieste, ma il dataset pare essere sporco: immagine e prezzo del prodotto si riferiscono a una copia del videogioco _[Minecraft](https://www.minecraft.net/en-us)_.
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||||
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||||
<details>
|
||||
<summary>Risultato ottenuto</summary>
|
||||
|
|
@ -338,14 +360,163 @@ La query ha avuto successo ed ha restituito il prodotto che aspettato:
|
|||
</details>
|
||||
|
||||
|
||||
### 2 -
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||||
### 2 - Ricerca mista
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||||
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||||
Si desidera trovare tutte le recensioni negative (2 stelle o inferiore) relative a qualche tipo di gioco (contenenti la parola "game" in qualche campo).
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||||
Si effettua la seguente query:
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||||
|
||||
```javascript
|
||||
db.reviews.find(
|
||||
{
|
||||
$text: {$search: "game"},
|
||||
overall: {$lte: 2},
|
||||
}
|
||||
)
|
||||
```
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||||
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||||
La query ha successo, e restituisce 192139 documenti.
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### 3 -
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### 3 - Aggregazione con ricerca speciale
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||||
Si desidera trovare la posizione di ricerca media di prodotti riguardanti "Dungeons & Dragons" (e non con le parole Dungeons e Dragons nella descrizione).
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||||
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||||
Si effettua la seguente aggregazione:
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||||
|
||||
```javascript
|
||||
db.meta.aggregate([
|
||||
// Trova i documenti che contengono "Dungeons & Dragons"
|
||||
{$match: {
|
||||
$text: {$search: `"Dungeons & Dragons"`}
|
||||
}},
|
||||
// Trasforma il sottodocumento salesRank in un array
|
||||
{$project: {
|
||||
salesRank: {$objectToArray: "$salesRank"},
|
||||
}},
|
||||
// Effettua l'unwind dell'array
|
||||
{$unwind: {
|
||||
path: "$salesRank",
|
||||
}},
|
||||
// Raggruppa per categoria calcolando la media
|
||||
{$group: {
|
||||
_id: "$salesRank.k",
|
||||
avg: {$avg: "$salesRank.v"},
|
||||
}}
|
||||
])
|
||||
```
|
||||
|
||||
L'aggregazione ha successo, e restituisce il seguente risultato:
|
||||
|
||||
```javascript
|
||||
[
|
||||
{ _id: 'Video Games', avg: 30079.060606060608 },
|
||||
{ _id: 'Books', avg: 257210 },
|
||||
{ _id: 'Software', avg: 26086 }
|
||||
]
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 4 - Aggregazione con ricerca speciale e mista
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||||
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||||
Si desidera trovare la posizione di ricerca media, minima e massima dei videogiochi contenenti il termine "Dante".
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||||
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||||
Si effettua la seguente aggregazione:
|
||||
|
||||
```javascript
|
||||
db.meta.aggregate([
|
||||
// Trova i videogiochi che contengono il termine "Dante"
|
||||
{$match: {
|
||||
$text: {$search: "Dante"},
|
||||
// Le categorie sono tuple di termini dal più generale al più specifico; per risolvere questa query è sufficiente che un termine qualsiasi sia "Video Games"
|
||||
categories: {$elemMatch: {$elemMatch: {$eq: "Video Games"}}},
|
||||
}},
|
||||
// Trasforma il sottodocumento salesRank in un array
|
||||
{$project: {
|
||||
salesRank: {$objectToArray: "$salesRank"},
|
||||
}},
|
||||
// Effettua l'unwind dell'array salesRank
|
||||
{$unwind: {
|
||||
path: "$salesRank",
|
||||
}},
|
||||
// Raggruppa per categoria calcolando posizione minima, media e massima
|
||||
{$group: {
|
||||
_id: "$salesRank.k",
|
||||
best: {$min: "$salesRank.v"},
|
||||
avg: {$avg: "$salesRank.v"},
|
||||
worst: {$max: "$salesRank.v"}
|
||||
}}
|
||||
])
|
||||
```
|
||||
|
||||
L'aggregazione ha successo, e restituisce il seguente risultato:
|
||||
|
||||
```javascript
|
||||
[
|
||||
{
|
||||
_id: 'Video Games',
|
||||
best: 2112,
|
||||
avg: 17816.904761904763,
|
||||
worst: 74608
|
||||
}
|
||||
]
|
||||
```
|
||||
|
||||
|
||||
### 4 -
|
||||
### 5 - Aggregazione con ricerca e lookup
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||||
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||||
Si desidera trovare una bizzarra irregolarità statistica: trovare i dati dei 10 prodotti con le recensioni più alte, contando solo le recensioni in cui compare la parola "cringe".
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||||
|
||||
### 5 -
|
||||
Si effettua la seguente query:
|
||||
|
||||
```javascript
|
||||
db.reviews.aggregate([
|
||||
// Trova le recensioni che contengono il termine "cringe"
|
||||
{$match:
|
||||
{$text: {$search: "cringe"}},
|
||||
},
|
||||
// Raggruppa le recensioni per codice prodotto, conteggiandole e calcolandone la valutazione media
|
||||
{$group: {
|
||||
_id: "$asin",
|
||||
avgRating: {$avg: "$overall"},
|
||||
reviewCount: {$sum: 1},
|
||||
}},
|
||||
// Scarta i prodotti che non hanno almeno 3 recensioni "cringe": avrebbero facilmente degli outliers
|
||||
{$match: {
|
||||
reviewCount: {$gte: 3},
|
||||
}},
|
||||
// Effettua il lookup dei dati completi dei prodotti attraverso l'asin
|
||||
{$lookup: {
|
||||
from: "meta",
|
||||
localField: "_id",
|
||||
foreignField: "asin",
|
||||
as: "product",
|
||||
}},
|
||||
// Dato che nella collezione "meta" ci potrebbero essere più prodotti con lo stesso asin, effettua l'unwind dell'array dei prodotti trovati
|
||||
{$unwind: {
|
||||
path: "$product",
|
||||
}},
|
||||
// Mantieni solo i prodotti per cui è stato trovato un corrispondente nella tabella meta; ci sono tantissime non-corrispondenze
|
||||
{$match: {
|
||||
product: {$exists: true},
|
||||
}},
|
||||
// Ordina i prodotti per valutazione media decrescente
|
||||
{$sort: {
|
||||
avgRating: -1,
|
||||
}},
|
||||
// Mostra solo i 10 prodotti con valutazioni migliori
|
||||
{$limit: 10},
|
||||
])
|
||||
```
|
||||
|
||||
L'aggregazione ha successo, restituendo i seguenti prodotti come risultato:
|
||||
|
||||
1. `0061461369` (5.0* da 4 recensioni)
|
||||
2. `0099496941` (5.0* da 4 recensioni)
|
||||
3. `0062108026` (5.0* da 4 recensioni)
|
||||
4. `0007423632` (5.0* da 3 recensioni)
|
||||
5. `0060392991` (5.0* da 8 recensioni)
|
||||
6. `0062115359` (5.0* da 3 recensioni)
|
||||
7. `0060890096` (5.0* da 4 recensioni)
|
||||
8. `0061713244` (5.0* da 3 recensioni)
|
||||
9. `0007386648` (4.9* da 11 recensioni)
|
||||
10. `0061448761` (4.8* da 4 recensioni)
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -1,30 +0,0 @@
|
|||
version: "3.9"
|
||||
|
||||
|
||||
services:
|
||||
mongo:
|
||||
image: "mongo:6.0.2-focal"
|
||||
ports:
|
||||
- "127.0.0.1:27017:27017"
|
||||
environment:
|
||||
MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME: "unimore"
|
||||
MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD: "unimore"
|
||||
MONGO_INITDB_DATABASE: "amazon"
|
||||
|
||||
mongoimport:
|
||||
image: "mongo:6.0.2-focal"
|
||||
volumes:
|
||||
- "./seed:/seed"
|
||||
entrypoint: >-
|
||||
mongoimport
|
||||
--host mongo
|
||||
--db amazon
|
||||
--authenticationDatabase admin
|
||||
--username unimore
|
||||
--password unimore
|
||||
--collection meta
|
||||
--type json
|
||||
--file /seed/metaexport.json
|
||||
depends_on:
|
||||
mongo:
|
||||
condition: service_started
|
||||
4
seed/.gitignore
vendored
4
seed/.gitignore
vendored
|
|
@ -1,4 +0,0 @@
|
|||
# Data files should be provided externally
|
||||
# I don't think I'm allowed to redistribute them
|
||||
|
||||
*.json
|
||||
|
|
@ -1,5 +0,0 @@
|
|||
# Data files
|
||||
|
||||
This directory should contain an externally provided copy of:
|
||||
|
||||
- `metaexport.json` (SHA256: `917fc2a44d03a68747fbe23389db9b178401d6cd1a869b63436bfa0eee526139`)
|
||||
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