MongoDBで順序が異なる値を含む配列と完全一致検索する方法

MongoDBで順序を問わず配列を完全一致させる検索テクニック

MongoDBでは、「配列に含まれる値は同じだが並び順は異なっていてもよい」という条件で、配列フィールドが完全に一致するドキュメントを取得したい場合があります。このようなケースでは、$all演算子と$size演算子を組み合わせることで実現できます。

サンプルデータの準備

まず、ドキュメントを含むコレクションを作成しましょう。以下が挿入用のクエリです。

> db.exactMatchArrayDemo.insertOne({"StudentName":"David","StudentAge":22,"StudentGameScores":[45,78,98]});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5c9c94702d6669774125246c")
}
> db.exactMatchArrayDemo.insertOne({"StudentName":"Chris","StudentAge":23,"StudentGameScores":[45,78]});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5c9c94a42d6669774125246d")
}

登録済み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す。

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

上記のクエリを実行すると、次のような出力が得られます。

{
    "_id" : ObjectId("5c9c94702d6669774125246c"),
    "StudentName" : "David",
    "StudentAge" : 22,
    "StudentGameScores" : [
        45,
        78,
        98
    ]
}
{
    "_id" : ObjectId("5c9c94a42d6669774125246d"),
    "StudentName" : "Chris",
    "StudentAge" : 23,
    "StudentGameScores" : [
        45,
        78
    ]
}

$all演算子と$size演算子による完全一致検索

それでは、配列の完全一致検索を行うクエリを見ていきましょう。$all演算子は「指定した値がすべて含まれていること」を判定し、$size演算子は「配列の要素数が一致していること」を判定します。この2つを組み合わせることで、順序に左右されない正確なマッチングが可能になります。

> db.exactMatchArrayDemo.find({ "StudentGameScores": { "$size" : 2, "$all": [ 78, 45 ] } }).pretty();

実行結果は以下の通りです。値の指定順序が[78, 45]と元の配列[45, 78]と異なっていても、正しく該当ドキュメントが取得できています。

{
    "_id" : ObjectId("5c9c94a42d6669774125246d"),
    "StudentName" : "Chris",
    "StudentAge" : 23,
    "StudentGameScores" : [
        45,
        78
    ]
}

要素数が3つの配列を検索する場合

同様に、順序を気にせず要素数3つの配列を対象に完全一致検索することもできます。ここでは$sizeに3を設定し、「StudentGameScores」フィールドに3つの値を持つドキュメントを取得しています。

> db.exactMatchArrayDemo.find({ "StudentGameScores": { "$size" : 3, "$all": [ 78, 45 ] } }).pretty();

実行結果は次のようになります。Davidのスコア配列[45, 78, 98]には78と45の両方が含まれ、かつ要素数が3であるため、該当ドキュメントとして取得されました。

{
    "_id" : ObjectId("5c9c94702d6669774125246c"),
    "StudentName" : "David",
    "StudentAge" : 22,
    "StudentGameScores" : [
        45,
        78,
        98
    ]
}

まとめ

MongoDBで配列の順序を無視した完全一致検索を行いたい場合は、$all演算子（必須要素の確認）と$size演算子（要素数の確認）を併用するのがポイントです。$allのみだと余分な要素を含む配列もマッチしてしまうため、厳密な完全一致を実現するには$sizeとの組み合わせが不可欠です。この手法を使えば、柔軟かつ正確な配列検索クエリを構築できます。