高效进行不区分大小写的MongoDB查询（通过pymongo）

Question

我现在正在用Python（Pyramid框架）创建一个网站，这个网站需要用户注册和登录。系统允许用户选择一个用户名，这个用户名可以包含大写字母、小写字母和数字的组合。

问题在于，如何确保两个用户不会不小心使用相同的用户名，也就是说在我的系统中，'randomUser' 应该和 'RandomUser' 或 'randomuser' 被视为相同的用户名。

不幸的是（在这种情况下），因为Mongo数据库是区分大小写的，所以可能会有多个用户使用“相同”的用户名。

我知道有一种方法可以查询Mongo数据库中的不区分大小写的字符串：

db.stuff.find_one({"foo": /bar/i});

但是，这在我使用pymongo进行查询时似乎不起作用：

username = '/' + str(username) + '/i'
response = request.db['user'].find_one({"username":username},{"username":1})

这样构建pymongo的查询方式是正确的吗（我觉得可能不对）？

这个查询将在每次创建用户账户或登录时使用（因为它需要检查用户名是否已经存在于系统中）。我知道这不是最有效的查询方式，那么如果它只在登录或账户创建时使用，这样是否重要？是否更好强制用户只能选择小写的用户名（这样就完全不需要不区分大小写的查询）？

Answer 1

区分大小写：

db.stuff.find_one({'name': {'$regex': f'^{username}$'}})

不区分大小写：

db.stuff.find_one({'name': {'$regex': f'^{username}$', "$options": 'i'}})

Answer 2

被接受的答案是有风险的，因为它会匹配任何包含用户名的字符串！更安全的做法是匹配完全相同的字符串：

import re
db.stuff.find_one({'name': re.compile('^' + username + '$', re.IGNORECASE)})

更安全的方式是对变量中的特殊字符进行转义，这样可以避免影响正则表达式的匹配：

import re
db.stuff.find_one({'name': re.compile('^' + re.escape(username) + '$', re.IGNORECASE)}) 

Answer 3

PyMongo使用的是原生的Python正则表达式，就像Mongo shell使用的是原生的JavaScript正则表达式一样。如果你想写出和上面在shell中写的查询相同的代码，你可以这样做：

db.stuff.find_one({'name': re.compile(username, re.IGNORECASE)})

不过要注意，这样做会导致无法使用在name字段上可能存在的任何索引。为了实现不区分大小写的搜索或排序，常见的做法是你的文档中再添加一个字段，比如name_lower，每当name发生变化时，这个字段就会被设置为name的小写版本。然后你可以这样查询这样的文档：

db.stuff.find_one({'name_lower': username.lower()})