MongoDBで整数配列を条件としてドキュメントを検索する方法

MongoDBで整数配列を使ってドキュメントを検索する方法

MongoDBでは、$where演算子を活用することで、整数型の配列フィールドを持つドキュメントを柔軟に検索できます。本記事では、サンプルコレクションの作成から、配列の長さを条件とした検索、特定の値が含まれるドキュメントの絞り込みまで、具体的な手順を順番に解説します。

ステップ1：サンプルコレクションの作成

まず、insertOne()メソッドを使用して、学生の名前（StudentFirstName）とスコアの整数配列（StudentScores）を格納したドキュメントをいくつか挿入します。

> db.searchDocumentArrayIntegerDemo.insertOne({"StudentFirstName":"John","StudentScores":[45,78,89,90]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5cd2a219345990cee87fd88c")
}
> db.searchDocumentArrayIntegerDemo.insertOne({"StudentFirstName":"Larry","StudentScores":[45,43,34,33]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5cd2a22a345990cee87fd88d")
}
> db.searchDocumentArrayIntegerDemo.insertOne({"StudentFirstName":"Chris","StudentScores":[]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5cd2a23c345990cee87fd88e")
}
> db.searchDocumentArrayIntegerDemo.insertOne({"StudentFirstName":"David","StudentScores":[99]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5cd2a24d345990cee87fd88f")
}

ステップ2：登録済みドキュメントの確認

find()メソッドを実行すれば、コレクション内のすべてのドキュメントを表示できます。読みやすさを向上させるために、pretty()を併用するとよいでしょう。

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

このクエリを実行すると、次のような結果が出力されます。

{
   "_id" : ObjectId("5cd2a219345990cee87fd88c"),
   "StudentFirstName" : "John",
   "StudentScores" : [
      45,
      78,
      89,
      90
   ]
}
{
   "_id" : ObjectId("5cd2a22a345990cee87fd88d"),
   "StudentFirstName" : "Larry",
   "StudentScores" : [
      45,
      43,
      34,
      33
   ]
}
{
   "_id" : ObjectId("5cd2a23c345990cee87fd88e"),
   "StudentFirstName" : "Chris",
   "StudentScores" : [ ]
}
{
   "_id" : ObjectId("5cd2a24d345990cee87fd88f"),
   "StudentFirstName" : "David",
   "StudentScores" : [
      99
   ]
}

ケース1：配列に1つ以上の値が含まれるドキュメントを検索する

$where演算子とJavaScript式を組み合わせると、「配列の長さが1以上である」という条件でドキュメントを抽出できます。

> db.searchDocumentArrayIntegerDemo.find({ $where: "this.StudentScores.length >= 1" } );

実行結果は以下の通りです。空の配列を持つ「Chris」のドキュメントだけが除外され、残りの3件が出力されていることがわかります。

{ "_id" : ObjectId("5cd2a219345990cee87fd88c"), "StudentFirstName" : "John", "StudentScores" : [ 45, 78, 89, 90 ] }
{ "_id" : ObjectId("5cd2a22a345990cee87fd88d"), "StudentFirstName" : "Larry", "StudentScores" : [ 45, 43, 34, 33 ] }
{ "_id" : ObjectId("5cd2a24d345990cee87fd88f"), "StudentFirstName" : "David", "StudentScores" : [ 99 ] }

ケース2：すべてのドキュメントに共通する値が含まれる配列を検索する

配列内に特定の値（ここでは「45」）が存在するかどうかを調べたい場合は、フィールド名に対してその値を直接指定します。さらに、第2引数にプロジェクション { StudentScores: 1 } を渡すことで、必要なフィールドだけを表示でき、結果がすっきりします。

> db.searchDocumentArrayIntegerDemo.find({StudentScores: 45}, {StudentScores:1});

実行結果は以下の通りです。「John」と「Larry」のスコア配列には「45」が含まれているため、該当する2件のみが出力されます。

{ "_id" : ObjectId("5cd2a219345990cee87fd88c"), "StudentScores" : [ 45, 78, 89, 90 ] }
{ "_id" : ObjectId("5cd2a22a345990cee87fd88d"), "StudentScores" : [ 45, 43, 34, 33 ] }

補足：$expr演算子という代替手段

MongoDB 3.6以降では、$whereの代わりに$expr演算子を使用することも可能です。$exprは集計式（aggregation expression）をサポートしており、インデックスを利用できるケースがあるため、大規模なコレクションではパフォーマンス面で有利になることがあります。例えば、配列サイズが1以上であることを判定するクエリは、以下のように書き換えられます。

> db.searchDocumentArrayIntegerDemo.find({ $expr: { $gte: [ { $size: "$StudentScores" }, 1 ] } });

用途に応じて$whereと$exprを使い分けることで、より効率的かつ可読性の高いクエリを実現できます。