MongoDBでグループごとに最大属性を持つドキュメントを取得する方法（$sortと$groupの活用）

MongoDBのコレクションから、グループごとに特定の属性が最大値となるドキュメントを取得したい場合、$sort演算子と$groupステージを組み合わせた集計パイプラインを使用します。

この記事では、実際にサンプルデータを作成しながら、その具体的な手順をわかりやすく解説します。

1. サンプルコレクションの作成

まずは動作確認用に、学生情報を格納したコレクション「maxAttributePerGroup」を作成し、ドキュメントを挿入していきます。insertOne()メソッドを使って、以下のように4件のドキュメントを登録します。

> db.maxAttributePerGroup.insertOne({"StudentFirstName":"John","StudentLastName":"Smith","StudentAge":29,"StudentId":10});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5c76ee341e9c5dd6f1f78277")
}
> db.maxAttributePerGroup.insertOne({"StudentFirstName":"Carol","StudentLastName":"Taylor","StudentAge":19,"StudentId":10});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5c76ee4e1e9c5dd6f1f78278")
}
> db.maxAttributePerGroup.insertOne({"StudentFirstName":"Adam","StudentLastName":"Smith","StudentAge":34,"StudentId":20});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5c76ee631e9c5dd6f1f78279")
}
> db.maxAttributePerGroup.insertOne({"StudentFirstName":"Bob","StudentLastName":"Taylor","StudentAge":58,"StudentId":20});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5c76ee791e9c5dd6f1f7827a")
}

このサンプルデータでは、StudentIdが10のグループにJohn（29歳）とCarol（19歳）、StudentIdが20のグループにAdam（34歳）とBob（58歳）が属しています。ここから、各グループで最も年齢が高い学生のドキュメントを取得することが目標です。

2. 登録したドキュメントの確認

find()メソッドを使って、コレクション内のすべてのドキュメントを表示してみましょう。

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

出力結果

{
    "_id" : ObjectId("5c76ee341e9c5dd6f1f78277"),
    "StudentFirstName" : "John",
    "StudentLastName" : "Smith",
    "StudentAge" : 29,
    "StudentId" : 10
}
{
    "_id" : ObjectId("5c76ee4e1e9c5dd6f1f78278"),
    "StudentFirstName" : "Carol",
    "StudentLastName" : "Taylor",
    "StudentAge" : 19,
    "StudentId" : 10
}
{
    "_id" : ObjectId("5c76ee631e9c5dd6f1f78279"),
    "StudentFirstName" : "Adam",
    "StudentLastName" : "Smith",
    "StudentAge" : 34,
    "StudentId" : 20
}
{
    "_id" : ObjectId("5c76ee791e9c5dd6f1f7827a"),
    "StudentFirstName" : "Bob",
    "StudentLastName" : "Taylor",
    "StudentAge" : 58,
    "StudentId" : 20
}

4件のドキュメントが正しく登録されていることが確認できました。

3. グループごとの最大値ドキュメントを取得するクエリ

それでは本題です。aggregate()メソッドを使い、まず$sortで「StudentId」を昇順、「StudentAge」を降順に並べ替えます。その後、$groupでStudentIdごとにまとめ、$first演算子によって各グループの先頭（＝年齢が最大）のドキュメントの値を取得します。

> db.maxAttributePerGroup.aggregate([
    {"$sort":{"StudentId":1,"StudentAge":-1}},
    {$group:{
    "_id":"$StudentId",
    "StudentAge":{"$first":"$StudentAge"},
    "StudentFirstName":{"$first":"$StudentFirstName"},
    "StudentLastName":{"$first":"$StudentLastName"}
}} ]).pretty();

出力結果

{
    "_id" : 20,
    "StudentAge" : 58,
    "StudentFirstName" : "Bob",
    "StudentLastName" : "Taylor"
}
{
    "_id" : 10,
    "StudentAge" : 29,
    "StudentFirstName" : "John",
    "StudentLastName" : "Smith"
}

クエリの仕組み解説

このクエリが期待どおりに動作するポイントは、処理の順序にあります。

① $sortによる並べ替え： 「{"StudentId":1, "StudentAge":-1}」という指定により、StudentIdを昇順に、同じStudentIdの中ではStudentAgeを降順（大きい順）にソートします。これにより、各グループ内で年齢が最も大きいドキュメントが必ず先頭に来るようになります。

② $groupによるグループ化： 「_id: "$StudentId"」でStudentIdごとにドキュメントをグループ化します。

③ $firstによる値の取得： グループ化後の各グループでは、ソート済みの先頭ドキュメント（＝年齢最大のドキュメント）の値が$firstで取得されます。そのため、StudentIdが10のグループでは29歳のJohn、StudentIdが20のグループでは58歳のBobが抽出されるのです。

なお、最小値を持つドキュメントを取得したい場合は、$sortのStudentAgeを「1」（昇順）に変更するだけで対応できます。このテクニックは、売上ランキングや最新レコードの抽出など、さまざまな場面で応用できる便利なパターンなので、ぜひ覚えておきましょう。