MongoDBで配列要素の差分を基準にソートする方法【aggregate()活用】

MongoDBで配列内容の差分を使ってソートするには？

MongoDBでは、配列内の要素同士の差（差分）を計算し、その結果を基準にドキュメントをソートしたいケースがあります。このような場合は、aggregate()メソッドを使用することで実現できます。

本記事では、配列内の2つの値の差を求めて、降順にソートする具体的な手順をサンプルコード付きで解説します。

1. 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。ここでは「Scores」という配列フィールドに、2つの「Value」を持つドキュメントを挿入します。

> db.demo155.insertOne({"Scores":[{"Value":45},{"Value":50}]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5e354584fdf09dd6d08539e3")
}
> db.demo155.insertOne({"Scores":[{"Value":60},{"Value":10}]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5e35458efdf09dd6d08539e4")
}
> db.demo155.insertOne({"Scores":[{"Value":100},{"Value":95}]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5e354599fdf09dd6d08539e5")
}

2. コレクション内の全ドキュメントを確認

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.demo155.find();

上記のコマンドを実行すると、次のような出力が得られます。

{ "_id" : ObjectId("5e354584fdf09dd6d08539e3"), "Scores" : [ { "Value" : 45 }, { "Value" : 50 } ] }
{ "_id" : ObjectId("5e35458efdf09dd6d08539e4"), "Scores" : [ { "Value" : 60 }, { "Value" : 10 } ] }
{ "_id" : ObjectId("5e354599fdf09dd6d08539e5"), "Scores" : [ { "Value" : 100 }, { "Value" : 95 } ] }

3. 配列要素の差分でソートするクエリ

以下は、配列内の値の差分を計算してソートするための集計パイプラインです。ポイントは次の通りです。

• $match：配列の2番目の要素（インデックス1）が存在するドキュメントのみを対象にします。
• $project と $let：$arrayElemAt を使って配列の後ろから2番目（-2）と最後（-1）の要素を取得します。
• $subtract：取得した2つの値の差を計算し、「sub」という一時フィールドに格納します。
• $sort：「sub」フィールドを基準に降順（-1）でソートします。

> db.demo155.aggregate([
...    { "$match": { "Scores.1": { "$exists": true } } },
...    { "$project": {
...       "Scores": "$Scores",
...       "sub": {
...          "$let": {
...             "vars": {
...                "f": { "$arrayElemAt": [ "$Scores", -2 ] },
...                "l": { "$arrayElemAt": [ "$Scores", -1 ] }
...             },
...             "in": { "$subtract": [ "$$l.Value", "$$f.Value" ] }
...          }
...       }
...    }},
...    { "$sort": { "sub": -1 } }
... ])

4. 実行結果

上記のクエリを実行すると、差分の大きい順（降順）にドキュメントが並び替えられて出力されます。

{ "_id" : ObjectId("5e354584fdf09dd6d08539e3"), "Scores" : [ { "Value" : 45 }, { "Value" : 50 } ], "sub" : 5 }
{ "_id" : ObjectId("5e354599fdf09dd6d08539e5"), "Scores" : [ { "Value" : 100 }, { "Value" : 95 } ], "sub" : -5 }
{ "_id" : ObjectId("5e35458efdf09dd6d08539e4"), "Scores" : [ { "Value" : 60 }, { "Value" : 10 } ], "sub" : -50 }

まとめ

MongoDBで配列要素間の差分を基準にソートする場合は、aggregate()のパイプライン内で $arrayElemAt と $subtract を組み合わせて差分を計算し、$sort で並び替えるのが効果的です。負のインデックス（-1、-2）を指定することで、配列の末尾から柔軟に要素を取得できる点も覚えておくと便利です。