MongoDBアグリゲーションで配列内の要素サブセットを合計する方法

MongoDBのアグリゲーションパイプラインを使用して、配列内の一部の要素（サブセット）を合計したい場合があります。そんなときは、$first演算子と$sum演算子を組み合わせることで実現できます。

この記事では、実際のコレクションを作成しながら、具体的な手順をサンプルコード付きでわかりやすく解説します。

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しょう。以下の例では、数値の配列「Values」を持つドキュメントをinsertOne()メソッドで挿入しています。

> db.demo610.insertOne({Values:[10,20,30,40,50]});{
    "acknowledged" : true, "insertedId" : ObjectId("5e9747b8f57d0dc0b182d62e")
}

2. ドキュメントの内容を確認する

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.demo610.find().pretty()

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("5e9747b8f57d0dc0b182d62e"),
    "Values" : [
        10,
        20,
        30,
        40,
        50
    ]
}

3. 配列のサブセットを合計するアグリゲーションクエリ

それでは、配列内の要素のうち、先頭の値を除いた残りの要素を合計するクエリを見ていきましょう。処理の流れは以下の通りです。

• $unwind: 配列「Values」を個々のドキュメントに展開します。
• $group: $firstで先頭の値を取得し、$sumで全要素の合計を計算します。
• $project: $subtractを使って「全体の合計 − 先頭の値」を算出します。
• $group: 最終的な合計値をまとめます。

> db.demo610.aggregate([
...     {$unwind:"$Values"},
...     {$group:{"_id":"$_id",
...         "1st":{$first:"$Values"},
...         "All":{$sum:"$Values"}}},
...     {$project:{"_id":"$_id",
...         "SumOfAllMinus1":{$subtract:["$All","$1st"]}}},
...     {$group:{"_id":null,
...         "SumOfAllExcept1stValue":{$sum:"$SumOfAllMinus1"}}}
... ])

4. 実行結果

上記のパイプラインを実行すると、次のような出力が得られます。

{ "_id" : null, "SumOfAllExcept1stValue" : 140 }

元の配列は [10, 20, 30, 40, 50] で、全体の合計は150です。そこから先頭の値である10を差し引いたため、結果として140が出力されました。

まとめ

このように、$unwindで配列を展開したうえで、$firstと$sum、さらに$subtractを組み合わせることで、配列内の任意のサブセット（この例では先頭以外の要素）を柔軟に合計できます。条件を変えれば、末尾の要素を除外したり、特定の位置の要素だけを集計したりすることも可能です。データ分析やレポート作成の際にぜひ活用してみてください。