在 Web 应用程序的开发中，尤其是在构建数据库驱动的应用程序时，合理的数据模型是至关重要的。Mongoose 是一个优秀的 Node.js 库，提供了对 MongoDB 数据库的封装和抽象，方便开发人员进行数据库操作。在 Mongoose 中，模式是一个非常重要的概念，在实际应用中有着非常广泛的应用。本文将介绍 Mongoose 中的模式设计和架构模式的设计，包括模式的定义、插件和 middleware 的使用，以及如何用 Mongoose 实现数据库的数据验证和类型转换。
Mongoose 的模式设计
Mongoose 是基于模型/文档的 MongoDB 驱动程序。 应用程序的模型是指其数据结构，其中包括每个属性的名称，数据类型，默认值和验证规则等。模型指定了文档的结构，可以用于定义各种属性，从最基本的字符串到复杂的嵌套对象。
在 Mongoose 中，模式用于定义对 MongoDB 数据进行结构化描述。模式不仅定义了文档的属性和类型，还可以定义默认值、索引、方法、静态方法和虚拟属性等。定义一个简单的 Mongoose 模式如下所示：
const mongoose = require('mongoose');
const userSchema = new mongoose.Schema({
name: String,
email: String,
age: Number,
createdAt: { type: Date, default: Date.now },
});在上面的代码中，我们定义了一个名为 userSchema 的模式，它包括四个属性：name、email、age 和 createdAt，它们分别代表着用户的姓名、电子邮件、年龄和创建时间。其中 createdAt 属性用于记录创建该用户文档的时间，它的类型为 Date，类型转换器为 Date.now，默认值为当前日期。可以看到，在 Mongoose 中，定义模式非常方便，只需要调用 mongoose.Schema 函数，并将其传递给一个对象即可。
Mongoose 的插件和 middleware
在实际应用中，我们经常需要为 Mongoose 模型添加一些通用的功能，如数据验证、JSON 序列化等。这时候，我们可以使用 Mongoose 的插件和 middleware 来实现。
插件
Mongoose 的插件是一个包含模式和模型方法的简单 JavaScript 对象。它们允许将通用功能集成到模型中。一般来说，Mongoose 插件用于添加一些全局或本地的功能或中间件。
我们来看一下如何为 Mongoose 模型添加一个简单的插件。假设我们希望为 User 模型添加一个生成随机名称的方法，那么我们可以增加如下的代码：
// add random name plugin
userSchema.plugin(function (schema) {
schema.methods.randomName = function () {
const names = ['Alice', 'Bob', 'Carol', 'Dave', 'Eve', 'Frank'];
return names[Math.floor(Math.random() * names.length)];
};
});在上面的代码中，我们调用了 userSchema.plugin 函数，将一个对象传递给它。在这个对象上，我们定义了一个名为 randomName 的方法，它从一个硬编码的数组中随机返回一个名称。这样，我们就为 User 模型添加了一个可复用的、随机返回名称的方法。
Middleware
Mongoose 的 middleware 是一些函数，用于在保存、更新、查询等过程中处理文档。它们允许你修改文档的属性，同时还可以进行异步操作。在 Mongoose 中，middleware 分为两种类型：pre 和 post。pre middleware 允许在操作之前进行文档处理，而 post middleware 则在操作完成后执行。
下面是一个示范，为 User 模型添加一个 pre middleware，用于保存用户之前对年龄属性进行处理：
// add age pre middleware
userSchema.pre('save', function (next) {
if (this.age <= 0) {
throw new Error('Age must be positive.');
}
next();
});在上面的代码中，我们使用 userSchema.pre 函数来定义一个 pre middleware。它将检查年龄属性是否为正整数。如果年龄属性不是正整数，则会抛出一个 Error。在处理完文档后，我们调用了 next()，告诉 Mongoose 继续进行操作。
Mongoose 数据验证
在实际应用中，我们还需要对数据进行验证。Mongoose 支持各种数据验证技术，包括内置的验证器和自定义验证器。内置的验证器包括必填项、数字范围、正则表达式、电子邮件格式等。自定义验证器则可以根据具体需求进行设计。下面是一个添加 Mongoose 验证器的示例：
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--在上面的代码中，我们为 name 和 email 属性添加了必填项验证器。同时，对于 email 属性，我们使用了正则表达式验证电子邮件格式。对于 age 属性，我们增加了最小值验证规则。
除了上面的内置验证器外，您还可以使用自定义验证器。自定义验证器需要返回布尔值，以指示验证是否成功。你可以定义一个名为 validate 的验证函数，并将其作为 SchemaType 配置参数的 validator 属性传递：
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---在上面的代码中，我们定义了一个 size 属性，并添加了一个自定义验证器。该函数用于检查 size 是否为 small、medium 或 large。如果验证器返回 false，Mongoose 会抛出消息为 is not a valid size! 的错误。此外，我们还使用了内置的必填项验证器。
总结
在本文中，我们介绍了 Mongoose 中的模式设计和架构模式的设计。模式定义是 MongoDB 数据库设计的重要组成部分，Mongoose 方便了模式定义，提供了简洁易懂的模式定义方式。插件和 middleware 是对模型方法、文档中间件的抽象，它们可以使你的代码更加清晰简单。最后，我们介绍了 Mongoose 数据验证器，提供了内置的验证器和自定义验证器，以保证数据的有效性。
虽然本文从 Mongoose 的角度介绍了，但是其 对设计合理的数据库应用也 具有指导意义，可以帮助应用程序开发人员在应用中快速构成合理的数据模型，并增加了基本的保证和白话易懂的错误反馈。
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