MongoDBでサブドキュメント配列のn番目の要素（変数インデックス）をクエリする方法

MongoDBでは、サブドキュメント（埋め込みドキュメント）の配列から、変数で指定したインデックス位置にあるn番目の要素を条件として検索したいケースがあります。そのような場合には、$letと$exprを組み合わせて使用します。

$letは一時的な変数を定義するための演算子で、$exprは集計式（aggregation expression）をクエリ内で使えるようにするためのものです。この2つを組み合わせることで、配列の任意の位置にある要素にアクセスし、その値を比較条件として利用できます。

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ます。

> db.demo72.insertOne(
... {
...     StudentDetails:[
...        {
...           Name: "Chris",
...           Age: 21
...        },
...        {
...           Name: "David",
...           Age: 23
...        },
...        {
...           Name: "Bob",
...           Age: 20
...        },
...    ]
... }
... );
{
    "acknowledged" : true,
    "insertedId" : ObjectId("5e29b4ad71bf0181ecc42269")
}

コレクション内の全ドキュメントを表示

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.demo72.find().pretty();

こ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("5e29b4ad71bf0181ecc42269"),
    "StudentDetails" : [
       {
          "Name" : "Chris",
          "Age" : 21
       },
       {
          "Name" : "David",
          "Age" : 23
       },
       {
          "Name" : "Bob",
          "Age" : 20
       }
    ]
}

n番目の要素に対するクエリの実行

それでは、サブドキュメント配列のn番目の要素（ここではインデックス1、つまり2番目の要素）を対象としたクエリを見ていきましょう。

> db.demo72.find({
... $expr: {
...     $let: {
...        vars: { fst: { $arrayElemAt: [ "$StudentDetails", 1 ] } },
...        in: { $eq: [ "$$fst.Name", "David" ] }
...        }
...    }
... })

このクエリのポイントは以下の通りです。

• $arrayElemAt: 配列とインデックス番号を指定することで、その位置にある要素を取得します。インデックスは0から始まるため、「1」を指定すると2番目の要素を参照します。
• $let の vars: 取得した要素を一時変数「fst」に格納しています。
• $eq: 一時変数「fst」のNameフィールド（$$fst.Name）が「David」と一致するかどうかを判定しています。

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("5e29b4ad71bf0181ecc42269"), "StudentDetails" : [
       { "Name" : "Chris", "Age" : 21 }, { "Name" : "David", "Age" : 23 }, { "Name" : "Bob", "Age" : 20 }
    ]
}

このように、$letと$exprを組み合わせれば、配列の特定の位置にあるサブドキュメントのフィールド値を柔軟に条件指定できます。インデックス部分を別の変数に置き換えれば、動的にn番目の要素を検索することも可能です。