MongoDB: 検索演算子：30以上の演算子完全ガイド

// ❌ 反例：全件検索してからフィルター
const allProducts = await Product.find();
const filtered = allProducts.filter(p =>
  p.price >= 100 && p.price <= 500 &&
  p.stock > 0 &&
  (p.tags.includes('bestseller') || p.tags.includes('new')) &&
  p.rating >= 4
);
// 10万件のデータ、100件のみ返却、しかし全件チェック済み

// ✅ 正例：単一クエリ、演算子を組み合わせ
const products = await Product.find({
  price: { $gte: 100, $lte: 500 },
  stock: { $gt: 0 },
  tags: { $in: ['bestseller', 'new'] },
  rating: { $gte: 4 }
});
// データベースレベルのフィルタリング、100万件→100件、パフォーマンス↑1000倍

// === 価格範囲 ===
db.products.find({
  price: { $gte: 100, $lte: 500 }   // 100 <= price <= 500
});

// === 複数値マッチング ===
db.products.find({
  category: { $in: ['Electronics', 'Books'] }
});

// === 特定値の除外 ===
db.users.find({
  role: { $nin: ['banned', 'deleted'] }
});

// === 暗黙の$and ===
db.products.find({
  category: 'Electronics',
  stock: { $gt: 0 }
  // { $and: [{ category: 'Electronics' }, { stock: { $gt: 0 } }] } と同等
});

// === 明示的$and（同一フィールドに複数条件）===
db.products.find({
  $and: [
    { price: { $gte: 100 } },
    { price: { $lte: 500 } }
    // $andが必須、同一フィールドに複数条件を直接指定できないため
  ]
});

// === $or ===
db.products.find({
  $or: [
    { category: 'Electronics' },
    { tags: 'bestseller' }
  ]
});

// === $nor（全て満たさない）===
db.products.find({
  $nor: [
    { category: 'Books' },
    { stock: 0 }
  ]
});
// Booksカテゴリでなく、かつ在庫がある商品を返す

// === ネストされた論理 ===
db.products.find({
  $and: [
    { category: 'Electronics' },
    {
      $or: [
        { tags: 'bestseller' },
        { rating: { $gte: 4.5 } }
      ]
    }
  ]
});

// === フィールドが存在 ===
db.products.find({ discount: { $exists: true } });
// discountフィールドを持つ商品

// === フィールドが不在 ===
db.users.find({ lastLoginAt: { $exists: false } });
// ログイン履歴のないユーザー

// === 他条件との組み合わせ ===
db.products.find({
  discount: { $exists: true, $ne: null }
});
// discountフィールドがあり、かつnullではない

// === 型コード参考 ===
// 1: Double, 2: String, 3: Object, 4: Array
// 5: Binary, 7: ObjectId, 8: Boolean, 9: Date
// 10: Null, 16: Int32, 18: Long, 19: Decimal128

// === 文字列型 ===
db.products.find({ sku: { $type: "string" } });

// === 数値型（各種）===
db.products.find({ price: { $type: ["number", "decimal"] } });
// Double または Decimal128

// === 実践応用：型エラーのフィールドを特定 ===
db.products.find({ price: { $type: "string" } });
// priceフィールドが誤って文字列として保存されたドキュメントを検索（データ移行時のよくある問題）

// === フィールド欠落の「ダーティ」データを検索 ===
db.users.find({
  $or: [
    { email: { $exists: false } },
    { username: { $exists: false } }
  ]
});

// === 型修正 ===
db.products.find({ price: { $type: "string" } }).forEach(doc => {
  db.products.updateOne(
    { _id: doc._id },
    { $set: { price: NumberDecimal(doc.price) } }
  );
});

// === 指定要素を全て含む（順序不問）===
db.products.find({ tags: { $all: ['5g', 'amoled'] } });
// 5gとamoled両方を含む商品

// === $andと同等 ===
db.products.find({
  $and: [
    { tags: '5g' },
    { tags: 'amoled' }
  ]
});

// === 配列長の完全一致 ===
db.products.find({ tags: { $size: 3 } });
// tagsの数が正確に3つ

// === 範囲非対応、$exprが必要 ===
db.products.find({
  $expr: { $gt: [{ $size: "$tags" }, 3] }
});
// tagsの数 > 3

// === シーン：レビューの中で評価>= 4かつキーワード"good"を含むコメントを検索 ===
db.products.find({
  reviews: {
    $elemMatch: {
      rating: { $gte: 4 },
      content: /good/i
    }
  }
});
// ✅ 正しい：単一コメントが両方の条件を同時に満たす

// === 反例：$elemMatchを使用しない ===
db.products.find({
  "reviews.rating": { $gte: 4 },
  "reviews.content": /good/i
});
// ⚠️ エラー：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）

// === シーン：学生の履修登録システム ===
db.students.insertMany([
  {
    name: "Alice",
    courses: [
      { name: "Math", score: 85 },
      { name: "Physics", score: 92 },
      { name: "Chemistry", score: 78 }
    ]
  },
  // ...
]);

// 検索：Mathを選択し、かつ成績>= 90の学生
db.students.find({
  courses: {
    $elemMatch: { name: "Math", score: { $gte: 90 } }
  }
});

// 検索：3科目以上履修している学生
db.students.find({
  $expr: { $gte: [{ $size: "$courses" }, 3] }
});

// 検索：全科目の成績が>= 80の学生
db.students.find({
  courses: {
    $not: {
      $elemMatch: { score: { $lt: 80 } }
    }
  }
});

// === 単純な正規表現 ===
db.products.find({ title: /^iPhone/ });
// タイトルが"iPhone"で始まる

// === 大文字小文字を区別しない ===
db.products.find({ title: { $regex: 'phone', $options: 'i' } });

// === 複数パターンマッチング ===
db.products.find({
  title: { $regex: 'phone|mobile', $options: 'i' }
});

// === パフォーマンス最適化：正規表現アンカー（^.*ワイルドカードを回避）===
// ✅ 高速： db.products.find({ title: /^iPhone/ })
// ⚠️ 低速： db.products.find({ title: /iPhone/ })

// === フィールド間比較 ===
db.products.find({
  $expr: { $gt: ["$discount", "$price"] }
});
// discount > price（異常データ）

// === 配列長の比較 ===
db.products.find({
  $expr: { $gte: [{ $size: "$tags" }, 5] }
});

// === 文字列操作 ===
db.products.find({
  $expr: { $eq: [{ $substr: ["$title", 0, 5] }, "Hello"] }
});

// === フィールド値をNで割った余り ===
db.products.find({ price: { $mod: [100, 0] } });
// priceが100で割り切れる

// === priceを100で割った余りが50 ===
db.products.find({ price: { $mod: [100, 50] } });

// === シーン：eコマースの高度な検索 ===
// 価格100-1000、ElectronicsまたはComputers、在庫> 0、
// タグに'bestseller'または'new'を含む、評価>= 4、割引あり
db.products.find({
  $and: [
    { price: { $gte: 100, $lte: 1000 } },
    {
      $or: [
        { category: 'Electronics' },
        { category: 'Computers' }
      ]
    },
    { stock: { $gt: 0 } },
    { tags: { $in: ['bestseller', 'new'] } },
    { rating: { $gte: 4 } },
    { discount: { $exists: true, $ne: null } }
  ]
});

// === パフォーマンステスト：100万ドキュメント ===

// ❌ 低速：インデックスなしのフィールド + $exists
db.users.find({ lastLoginAt: { $exists: true } });
// ~500ms（全表スキャン）

// ✅ 高速：インデックスフィールド + 範囲検索
db.users.find({ age: { $gte: 18, $lt: 30 } });
// ~5ms（インデックススキャン）

// ❌ 低速：アンカーなしの正規表現
db.products.find({ title: /phone/i });
// ~300ms（全表スキャン + 正規表現マッチング）

// ✅ 高速：正規表現アンカー
db.products.find({ title: /^iPhone/ });
// ~10ms（プレフィックスインデックス）