MongoDBでサブドキュメント内の配列をフィルタリングする方法【aggregate・$unwind活用】

MongoDBでサブドキュメント内の配列をフィルタリングしたい場合は、集計（aggregate）パイプラインを使用し、$matchを適用する前に$unwindで配列を展開する方法が一般的です。この記事では、実際にサンプルデータを作成しながら、手順をわかりやすく解説します。

準備：サンプルコレクションの作成

まず、配列フィールド「L」を持つドキュメントを含むコレクション「filterArray」を作成します。以下のクエリを実行してください。

> db.filterArray.insertOne({ "L": [{ "N": 1 }, { "N": 2 }, { "N": 3 }, { "N": 4 }, { "N": 5 }] });

実行すると、次のような結果が返されます。

{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5c6d63f2734e98fc0a434aeb")
}

登録したドキュメントの確認

find()メソッドを使えば、コレクション内のドキュメントを表示できます。pretty()を付けると、整形された読みやすい形式で出力されます。

> db.filterArray.find().pretty();

実行結果は以下のとおりです。

{
    "_id" : ObjectId("5c6d63f2734e98fc0a434aeb"),
    "L" : [
        { "N" : 1 },
        { "N" : 2 },
        { "N" : 3 },
        { "N" : 4 },
        { "N" : 5 }
    ]
}

aggregateと$unwindで配列をフィルタリングする

それでは本題のフィルタリングです。次のクエリでは、aggregateパイプラインを使用し、$gt（〜より大きい）演算子によって、値が3より大きい要素のみを抽出しています。

> db.filterArray.aggregate(
...    { $match: { _id: ObjectId("5c6d63f2734e98fc0a434aeb") } },
...    { $unwind: '$L' },
...    { $match: { 'L.N': { $gt: 3 } } },
...    { $group: { _id: '$_id', subDocument: { $push: '$L.N' } } }
... ).pretty();

実行結果：

{
    "_id" : ObjectId("5c6d63f2734e98fc0a434aeb"),
    "subDocument" : [
        4,
        5
    ]
}

パイプラインの処理の流れ

• $match：_idで対象ドキュメントを絞り込みます。
• $unwind：配列「L」を要素ごとに個別のドキュメントへ展開します。
• $match：展開後の各要素に対して「L.Nが3より大きい」という条件を適用します。
• $group：元の_idごとに結果をまとめ、$pushで配列として再構築します。

補足：$filter演算子を使うより効率的な方法

MongoDB 3.2以降では、$filter集計演算子を使うことで、$unwindで配列を展開することなく直接フィルタリングできます。データ量が多い場合やネストが深い場合には、こちらの方がシンプルかつ高速です。

> db.filterArray.aggregate([
...    { $match: { _id: ObjectId("5c6d63f2734e98fc0a434aeb") } },
...    { $project: {
...       L: {
...           $filter: {
...              input: "$L",
...              as: "item",
...              cond: { $gt: ["$$item.N", 3] }
...           }
...       }
...    }}
... ]).pretty();

どちらの方法でも同じ結果が得られますので、使用しているMongoDBのバージョンやデータの規模に応じて、最適なアプローチを選択するとよいでしょう。