MongoDB: 配列とネストドキュメントのクエリ

// ❌ 反例：「評価>= 4かつ'good'キーワードを含む」コメントを検索
db.products.find({
  "reviews.rating": { $gte: 4 },
  "reviews.content": /good/i
});
// ⚠️ 問題：異なるコメントがマッチする可能性（あるコメントが高評価、別のコメントがキーワードを含む）
// 期待：単一コメントが両方の条件を同時に満たす

// ✅ 正例：$elemMatchを使用
db.products.find({
  reviews: {
    $elemMatch: {
      rating: { $gte: 4 },
      content: /good/i
    }
  }
});
// ✅ 正しい：以下の全条件を満たす単一コメント

// === ネストドキュメント構造 ===
db.products.insertOne({
  sku: 'PHONE-001',
  title: 'Smartphone X',
  specs: {
    screen: { size: '6.5', type: 'OLED' },
    battery: { capacity: '4500mAh', type: 'Li-Po' }
  }
});

// === ドット記法でのクエリ ===
db.products.find({ "specs.screen.size": '6.5' });

// === 複数レベルのネスト ===
db.products.find({ "specs.battery.capacity": '4500mAh' });

// === ネストフィールドの更新 ===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $set: { "specs.battery.capacity": "5000mAh" } }
);

// === 配列が指定要素を含む ===
db.products.find({ tags: '5g' });
// tags配列が'5g'を含む全商品

// === 配列が指定要素を全て含む（$all）===
db.products.find({ tags: { $all: ['5g', 'amoled'] } });
// '5g'と'amoled'の両方を含む必要がある

// === 配列がいずれかの要素を含む（$in）===
db.products.find({ tags: { $in: ['5g', 'fast-charging'] } });
// '5g'または'fast-charging'を含む

// === 配列の最初の要素を取得 ===
db.products.find({ "tags.0": '5g' });
// tags[0] = '5g'

// === 配列の2番目の要素を取得 ===
db.products.find({ "tags.1": 'amoled' });
// tags[1] = 'amoled'

// === 配列要素の範囲クエリ ===
db.products.find({ "tags.0": { $in: ['new', 'sale'] } });

// === 配列長の完全一致 ===
db.products.find({ tags: { $size: 3 } });
// タグ数 = 3

// === 配列長の範囲クエリ ===
db.products.find({
  $expr: { $gt: [{ $size: '$tags' }, 3] }
});
// タグ数 > 3

// === 反例：異なる配列要素がマッチ ===
db.products.find({
  "reviews.rating": { $gte: 4 },
  "reviews.content": /good/i
});
// マッチする可能性：review1.rating=5, review2.content="good"
// つまり、異なるコメントがそれぞれ条件を満たす

// ✅ 正例：$elemMatchで同一要素をマッチ
db.products.find({
  reviews: {
    $elemMatch: {
      rating: { $gte: 4 },
      content: /good/i
    }
  }
});
// 単一コメントが以下の全条件を同時に満たす必要がある

// === 複数条件elemMatch ===
db.products.find({
  reviews: {
    $elemMatch: {
      rating: { $gte: 4 },
      helpful: { $gt: 10 },
      createdAt: { $gte: new Date('2026-01-01') }
    }
  }
});

// === ネストelemMatch ===
db.students.find({
  courses: {
    $elemMatch: {
      name: 'Math',
      score: { $gte: 90 },
      assignments: {
        $elemMatch: {
          submitted: true,
          grade: { $gte: 80 }
        }
      }
    }
  }
});

// === 単一追加 ===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $push: { tags: 'bestseller' } }
);

// === 複数追加（$each）===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $push: { tags: { $each: ['5g', 'amoled', 'fast-charging'] } } }
);

// === 指定値を削除 ===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $pull: { tags: 'old-tag' } }
);

// === 複数削除 ===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $pull: { tags: { $in: ['outdated1', 'outdated2'] } } }
);

// === 既に存在する場合は追加しない ===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $addToSet: { tags: '5g' } }
);
// tagsに'5g'が既に存在する場合は変更なし

// === 複数追加（$each）===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $addToSet: { tags: { $each: ['5g', 'amoled'] } } }
);

// === 末尾を削除（1）===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $pop: { tags: 1 } }
);

// === 先頭を削除（-1）===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $pop: { tags: -1 } }
);

// === $演算子：最初にマッチした要素を更新 ===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001', "reviews.rating": { $lt: 2 } },
  { $set: { "reviews.$.flagged": true } }
);

// === $[]演算子：全要素を更新 ===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $set: { "reviews.$[].status": "approved" } }
);

// === $[filter]演算子：条件付き一括更新 ===
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $set: { "reviews.$[r].flagged": true } },
  {
    arrayFilters: [{ "r.rating": { $lt: 2 } }]
  }
);
// rating < 2のコメントのみを対象

// === シーン：商品レビューシステム ===

// 1. レビューを追加
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  {
    $push: {
      reviews: {
        userId: 'user_001',
        rating: 5,
        content: 'Excellent phone!',
        helpful: 0,
        createdAt: new Date()
      }
    }
  }
);

// 2. 参考になった投票をインクリメント
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001', "reviews.userId": 'user_001' },
  { $inc: { "reviews.$.helpful": 1 } }
);

// 3. 低評価のレビューにフラグを立てる
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $set: { "reviews.$[r].flagged": true } },
  { arrayFilters: [{ "r.rating": { $lt: 2 } }] }
);

// 4. 特定ユーザーのレビューを削除
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  { $pull: { reviews: { userId: 'user_001' } } }
);

// 5. レビュー数を最大100件に制限
db.products.updateOne(
  { sku: 'PHONE-001' },
  {
    $push: {
      reviews: {
        $each: [newReview],
        $slice: -100
      }
    }
  }
);

// ✅ 適する：商品レビュー（小規模、親と一緒に表示）
const productWithReviews = {
  sku: 'PHONE-001',
  title: 'Smartphone X',
  reviews: [
    { userId: 'user_001', rating: 5, content: 'Great!' },
    { userId: 'user_002', rating: 4, content: 'Good' }
    // 通常 < 100件
  ]
};

// 検索：1回で完了
db.products.findOne({ sku: 'PHONE-001' });

// ✅ 適する：注文アイテム（大規模、独立して更新）
const order = {
  _id: 'order_001',
  userId: 'user_001',
  status: 'pending'
};

const orderItems = [
  { orderId: 'order_001', sku: 'PHONE-001', qty: 2, price: 599.99 },
  { orderId: 'order_001', sku: 'CASE-001', qty: 1, price: 29.99 }
];

// 検索：$lookupで結合
db.orders.aggregate([
  { $match: { _id: 'order_001' } },
  {
    $lookup: {
      from: 'orderItems',
      localField: '_id',
      foreignField: 'orderId',
      as: 'items'
    }
  }
]);

// === サブセットパターン ===
const product = {
  sku: 'PHONE-001',
  title: 'Smartphone X',
  // 最新の10件のみ埋め込み（表示用）
  recentReviews: [
    { userId: 'user_001', rating: 5, content: 'Great!' }
    // 最新10件
  ],
  totalReviews: 1525,
  averageRating: 4.5
};

// 全レビューは別コレクションで参照

// === 配列フィールドにインデックス作成 ===
db.products.createIndex({ tags: 1 });
// マルチキーインデックス（自動）

// === ネスト配列フィールドにインデックス作成 ===
db.products.createIndex({ "reviews.rating": 1 });
// reviews配列内のratingフィールドにインデックス

// === 複合マルチキーインデックス ===
db.products.createIndex({ "reviews.rating": 1, "reviews.createdAt": -1 });

// ⚠️ 制約：複合インデックスに複数のマルチキーフィールドは不可
db.products.createIndex({ tags: 1, categories: 1 });
// エラー：両方が配列の場合

// ✅ 解決策：一方のみ配列の場合は作成可能
db.products.createIndex({ tags: 1, category: 1 });
// tagsが配列、categoryが単一値 → OK

// === シーン：レビューシステム ===

// 1. レビューのratingフィールドにインデックス作成
db.products.createIndex({ "reviews.rating": 1 });

// 2. 高評価レビューを高速検索
db.products.find({
  reviews: {
    $elemMatch: { rating: { $gte: 4 } }
  }
});
// インデックスを使用して高速検索

// 3. 複合インデックスでさらに最適化
db.products.createIndex({
  "reviews.rating": 1,
  "reviews.createdAt": -1
});

// 4. 最新の高評価レビューを検索
db.products.find({
  reviews: {
    $elemMatch: {
      rating: { $gte: 4 },
      createdAt: { $gte: new Date('2026-01-01') }
    }
  }
});

// === 学生ドキュメント構造 ===
db.students.insertOne({
  studentId: 'STU-001',
  name: 'Alice',
  courses: [
    {
      courseId: 'CS101',
      name: 'Introduction to Computer Science',
      instructor: 'Dr. Smith',
      score: 92,
      semester: 'Fall 2025',
      assignments: [
        { id: 'HW1', grade: 95, submitted: true },
        { id: 'HW2', grade: 88, submitted: true }
      ]
    },
    {
      courseId: 'MATH201',
      name: 'Linear Algebra',
      instructor: 'Prof. Johnson',
      score: 85,
      semester: 'Fall 2025',
      assignments: [
        { id: 'HW1', grade: 90, submitted: true },
        { id: 'HW2', grade: 80, submitted: true }
      ]
    }
  ],
  updatedAt: new Date()
});

// === 検索：CS101を履修し、かつ成績>= 90の学生 ===
db.students.find({
  courses: {
    $elemMatch: {
      courseId: 'CS101',
      score: { $gte: 90 }
    }
  }
});

// === 検索：いずれかの科目で未提出の課題がある学生 ===
db.students.find({
  "courses.assignments": {
    $elemMatch: { submitted: false }
  }
});

// === 更新：CS101の成績を95に更新 ===
db.students.updateOne(
  { studentId: 'STU-001', "courses.courseId": 'CS101' },
  { $set: { "courses.$.score": 95 } }
);

// === 更新：MATH201に新しい課題を追加 ===
db.students.updateOne(
  { studentId: 'STU-001', "courses.courseId": 'MATH201' },
  {
    $push: {
      "courses.$.assignments": {
        id: 'HW3',
        grade: null,
        submitted: false
      }
    }
  }
);

// === 更新：未提出の課題を全てフラグ付け ===
db.students.updateOne(
  { studentId: 'STU-001' },
  { $set: { "courses.$[].assignments.$[a].late": true } },
  {
    arrayFilters: [
      { "a.submitted": false }
    ]
  }
);