MongoDBで2つの配列を$unwindで展開する方法

MongoDBで配列を展開（アンワインド）するには、集計パイプラインの $unwind 演算子を使用します。$unwind は入力ドキュメント内の配列フィールドを分解し、配列の各要素に対して1つのドキュメントを出力します。さらに includeArrayIndex オプションを組み合わせることで、2つの配列の要素をインデックス順にペアリングして取得することも可能です。

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しょう。

> db.demo515.insertOne(
... {
...    "details1": [
...       "4700100004"
...    ],
...    "details2": [
...       "Not Given"
...    ],
...    "Value1": [
...       "56",
...       "45",
...       "35"
...    ],
...    "Value2": [
...       "35",
...       "45",
...       "56"
...    ]
... }
... );
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5e889e51987b6e0e9d18f590")
}

ドキュメントの確認

find() メソッドを使用して、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.demo515.find();

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("5e889e51987b6e0e9d18f590"), "details1" : [ "4700100004" ], "details2" : [ "Not Given" ], "Value1" : [ "56", "45", "35" ], "Value2" : [ "35", "45", "56" ] }

2つの配列を展開するクエリ

以下は、Value1 と Value2 の2つの配列を同時に展開するクエリです。ポイントは、$unwind の includeArrayIndex オプションで各要素のインデックス番号を保持し、$project で両方のインデックスが一致するかどうかを判定した後、$match で一致するドキュメントのみを抽出している点です。

> db.demo515.aggregate([
... { $unwind: { path: "$Value1", includeArrayIndex : "index1" } },
... { $unwind: { path: "$Value2", includeArrayIndex : "index2" } },
... { $project: {
...    _id : 1,
...    details1: 1,
...    details2: 1,
...    Value1: 1,
...    Value2: 1,
...    valid: { $eq: ["$index1", "$index2"] } }
... },
... { $match: { valid: true } }
... ]);

実行結果

このパイプラインを実行すると、2つの配列の同じ位置にある要素がペアになったドキュメントが出力されます。

{ "_id" : ObjectId("5e889e51987b6e0e9d18f590"), "details1" : [ "4700100004" ], "details2" : [ "Not Given" ], "Value1" : "56", "Value2" : "35", "valid" : true }
{ "_id" : ObjectId("5e889e51987b6e0e9d18f590"), "details1" : [ "4700100004" ], "details2" : [ "Not Given" ], "Value1" : "45", "Value2" : "45", "valid" : true }
{ "_id" : ObjectId("5e889e51987b6e0e9d18f590"), "details1" : [ "4700100004" ], "details2" : [ "Not Given" ], "Value1" : "35", "Value2" : "56", "valid" : true }

解説

上記の出力を見ると、Value1 の0番目の要素「56」が Value2 の0番目の要素「35」とペアになり、1番目同士、2番目同士もそれぞれ対応付けられていることがわかります。

なお、単純に $unwind を2回連続で適用すると、両配列の全要素の組み合わせ（クロス結合）が生成されるため、出力件数は「配列Aの要素数 × 配列Bの要素数」になります。そのため、includeArrayIndex で取得したインデックスを比較し、$match で絞り込むことで、実質的に配列同士をインデックス順に対応付ける（ZIPする）処理が実現できます。このテクニックは、複数の配列フィールドを行方向に展開して分析したい場合に非常に便利です。