MongoDBでnullによるグループ化を使ってドキュメントの平均値を計算する方法

MongoDBでは、$group演算子の_idにnullを指定することで、コレクション全体をひとつのグループとして扱い、平均値を計算できます。特定のフィールドでグループ分けせず、全ドキュメントの集計結果が欲しい場合に便利な手法です。

基本構文

平均値を計算するための基本的な構文は以下のとおりです。

db.yourCollectionName.aggregate([{$group: {_id:null, "anyFieldName": {$avg:"$yourFieldName"} } }]);

$avg演算子を使うことで、指定したフィールドの数値の平均を求められます。_id: nullとすることで、すべてのドキュメントが単一のグループにまとめられます。

サンプルコレクションの作成

まず、ドキュメントを含むコレクションを作成してみましょう。

> db.caculateTheAverageValueDemo.insertOne({"Population":100});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5cd68a197924bb85b3f4895f")
}
> db.caculateTheAverageValueDemo.insertOne({"Population":500});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5cd68a1c7924bb85b3f48960")
}
> db.caculateTheAverageValueDemo.insertOne({"Population":200});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5cd68a237924bb85b3f48961")
}
> db.caculateTheAverageValueDemo.insertOne({"Population":100});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5cd68a297924bb85b3f48962")
}
> db.caculateTheAverageValueDemo.insertOne({"Population":100});
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5cd68a2e7924bb85b3f48963")
}

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ます。

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

このクエリを実行すると、以下のような出力が得られます。

{ "_id" : ObjectId("5cd68a197924bb85b3f4895f"), "Population" : 100 }
{ "_id" : ObjectId("5cd68a1c7924bb85b3f48960"), "Population" : 500 }
{ "_id" : ObjectId("5cd68a237924bb85b3f48961"), "Population" : 200 }
{ "_id" : ObjectId("5cd68a297924bb85b3f48962"), "Population" : 100 }
{ "_id" : ObjectId("5cd68a2e7924bb85b3f48963"), "Population" : 100 }

平均値を計算するクエリ

それでは、aggregate()メソッドと$group演算子を組み合わせて、Populationフィールドの平均値を計算してみましょう。

> db.caculateTheAverageValueDemo.aggregate([{$group: {_id:null, "AveragePopulation": {$avg:"$Population"} } }]);

実行結果は以下のとおりです。

{ "_id" : null, "AveragePopulation" : 200 }

結果の解説

この例では、5つのドキュメント（100、500、200、100、100）の合計は1000なので、平均値は1000 ÷ 5 = 200となります。_idがnullになっているのは、_id: nullを指定して全ドキュメントをひとつのグループにまとめたためです。

この手法は、コレクション全体の統計情報（平均、合計、最大値、最小値など）を一度に取得したい場合に広く活用できます。たとえば$avgを$sumや$maxに置き換えるだけで、さまざまな集計処理に応用可能です。