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$fill（集計ステージ）

定義

$fill

バージョン 5.3 で追加。

ドキュメント内のnullと欠落しているフィールド値を入力します。

欠落しているデータポイントを入力するには、 $fillを使用します。

周囲の値に基づくシーケンス内。
固定値の場合。

構文

$fillステージの構文は次のとおりです。

{
   $fill: {
      partitionBy: <expression>,
      partitionByFields: [ <field 1>, <field 2>, ... , <field n> ],
      sortBy: {
         <sort field 1>: <sort order>,
         <sort field 2>: <sort order>,
         ...,
         <sort field n>: <sort order>
      },
      output: {
         <field 1>: { value: <expression> },
         <field 2>: { method: <string> },
         ...
      }
   }
}

$fillステージは次のフィールドを持つドキュメントを取得します。

フィールド	必要性	説明
partitionBy	任意	ドキュメントをグループ化する式を指定します。`$fill`ステージでは、ドキュメントのグループはパーティションと呼ばれます。 partitionBy と partitionByFields を省略すると、`$fill` はコレクション全体に 1 つのパーティションを使用します。 partitionBy と partitionByField は相互に排他的です。例を参照してください。
partitionByFields	任意	ドキュメントをグループ化するための複合キーとしてフィールドの配列を指定します。 `$fill`ステージでは、各ドキュメントグループはパーティションと呼ばれます。 partitionBy と partitionByFields を省略すると、`$fill` はコレクション全体に 1 つのパーティションを使用します。 partitionBy と partitionByField は相互に排他的です。詳しくは、`partitionByFields` 制限を参照してください。
sortBy	メソッドが少なくとも 1 つのフィールド..<field> で指定されている場合は必須です。それ以外は任意です。	各パーティション内のドキュメントをソートするフィールドを指定します。 `$sort`ステージと同じ構文を使用します。
出力	必須	欠落値を入力する各フィールドを含むオブジェクトを指定します。出力オブジェクトには複数のフィールドを指定できます。オブジェクト名は、入力するフィールドの名前です。オブジェクト値は、フィールドの入力方法を指定します。
出力。<field>	必須	ターゲットフィールドに欠落値を入力する方法を示すオブジェクトを指定します。オブジェクト名は`value`または`method`のいずれかである必要があります。名前が次の場合: `value`、値は、ターゲットフィールドを入力するために使用される値を示す式である必要があります。 `method`の場合、値は`linear`または`locf`のいずれかである必要があります。次の値を指定する場合: `linear` fill メソッドを使用する場合、値はシーケンス内の周囲の `null` 以外の値に基づき、線形補間を使用して入力されます。 `locf` fill メソッドを使用する場合、値はパーティション内のフィールドの最後の null 以外の値に基づいて入力されます。 `locf`は、転送された最後の観察を示します。詳しくは以下を参照してください。線形動作の詳細線形入力の例 locf 動作の詳細 locf 入力の例

行動と限界

`partitionByFields` 制限事項

$fillは、 partitionByFields配列内のいずれかのフィールド名がある場合にエラーを返します。

非 string 値として評価されます。
$から始まります。

`linear` 動作

The linear 埋め込みメソッドは、シーケンス内の周囲の null 以外の値に基づき、線形補間を使用して null と欠落フィールドを埋めます。

フィールドがnullまたは欠落しているドキュメントごとに、 linearFillはsortBy順序に従って、周囲のnull以外の値間の欠落値範囲に比例してそれらのフィールドを埋めます。欠落しているフィールドの値を決定するために、 linearFillは以下を使用します。
- 周囲のnullの値との差。
- 周囲の値の間に入力するnullフィールドの数。
linearメソッドでは、 sortByの順序に従って、それらの値が先行してnull以外の値に続く場合、複数の連続するnull値を入力できます。
例
これらのドキュメントがコレクションに含まれている場合:
{ index: 0, value: 0 }, { index: 1, value: null }, { index: 2, value: null }, { index: 3, value: null }, { index: 4, value: 10 }
linear入力メソッドを使用してnull値を入力すると、ドキュメントは次のようになります。
{ index: 0, value: 0 }, { index: 1, value: 2.5 }, { index: 2, value: 5 }, { index: 3, value: 7.5 }, { index: 4, value: 10 }
null nullの値が先行せず、その後に続く値はnullのままになります。
linear fill メソッドを使用するには、 sortByフィールドも使用してデータを並べ替える必要があります。
- linearfill メソッドを使用する場合、単一のパーティション内の$fill sortBy フィールドに繰り返される値がある場合、はエラーを返します。

linear入力メソッドを使用する完全な例については、「線形補間で欠落しているフィールド値を入力する」を参照してください。

`locf` 動作

locf は、転送された最後の結果を表します。

入力されているフィールドにnullと null 以外の値の両方が含まれている場合、 locfはnullと欠落値を、 sortBy順序に従ってフィールドの最後に確認された null 以外の値に設定します。
- フィールドにnullまたは欠落値のみが含まれている場合、 locfはそのパーティションのフィールド値をnullに設定します。
- null 並べ替え順序で null 以外の値の前に表示される欠落しているフィールド値はnullのままです。
locf fill メソッドを使用するには、 sortByフィールドも使用してデータを並べ替える必要があります。

locf入力メソッドを使用する完全な例については、「最後に確認された値に基づいて、欠落しているフィールド値を入力する」を参照してください。

`$fill`と集計演算子の比較

ドキュメント内でnullと欠落しているフィールド値を入力するには、次のコマンドを使用します。

$fillステージ。
$fillステージを使用する場合、出力で指定するフィールドはソースデータと同じフィールドになります。
$linearFillと$locf集計演算子
$linearFillまたは$locfの場合、ソースデータとして使用されるフィールドとは異なるフィールドに値を設定できます。

例

このセクションの例では、 $fillを使用して欠落値を入力する方法を示します。

定数値の場合
線形補間の使用
前回の観察値に基づく
個別のパーティションの場合
異なるパーティション内の同一の値に対して線形補間を使用する場合

欠落しているフィールド値を定数値で入力

ある金物店では、毎日の売上を要約するドキュメントを含むdailySalesコレクションを管理しています。鍵店では次のタイプの鍵を販売しています。

boots
sandals
sneakers

次の dailySales コレクションを作成します。

db.dailySales.insertMany( [
   {
      "date": ISODate("2022-02-02"),
      "bootsSold": 10,
      "sandalsSold": 20,
      "sneakersSold": 12
   },
   {
      "date": ISODate("2022-02-03"),
      "bootsSold": 7,
      "sneakersSold": 18
   },
   {
      "date": ISODate("2022-02-04"),
      "sneakersSold": 5
   }
] )

dailySalesコレクション内のすべてのドキュメントに各ドライバーが含まれているわけではありません。在庫のあり、

次の例では、 $fillを使用して、毎日の販売に欠落しているキータイプの販売数量を0に設定します。

db.dailySales.aggregate( [
   {
      $fill:
         {
            output:
               {
                  "bootsSold": { value: 0 },
                  "sandalsSold": { value: 0 },
                  "sneakersSold": { value: 0 }
               }
         }
   }
] )

上記のパイプラインでは、

$fill は、欠落しているフィールドの値を入力します。
出力は以下を指定します。
入力するフィールドの名前。
入力フィールドを設定する値。この例では、
出力は 0 の定数値を指定します。

出力例:

[
   {
   _id: ObjectId("6202df9f394d47411658b51e"),
   date: ISODate("2022-02-02T00:00:00.000Z"),
   bootsSold: 10,
   sandalsSold: 20,
   sneakersSold: 12
   },
   {
   _id: ObjectId("6202df9f394d47411658b51f"),
   date: ISODate("2022-02-03T00:00:00.000Z"),
   bootsSold: 7,
   sneakersSold: 18,
   sandalsSold: 0
   },
   {
   _id: ObjectId("6202df9f394d47411658b520"),
   date: ISODate("2022-02-04T00:00:00.000Z"),
   sneakersSold: 5,
   bootsSold: 0,
   sandalsSold: 0
   }
]

線形補間で欠落しているフィールド値を入力

次のドキュメントを含む stockコレクションを作成します。このドキュメントは 1 時間ごとの単一会社の株価を追跡します。

db.stock.insertMany( [
   {
      time: ISODate("2021-03-08T09:00:00.000Z"),
      price: 500
   },
   {
      time: ISODate("2021-03-08T10:00:00.000Z"),
   },
   {
      time: ISODate("2021-03-08T11:00:00.000Z"),
      price: 515
   },
   {
      time: ISODate("2021-03-08T12:00:00.000Z")
   },
   {
      time: ISODate("2021-03-08T13:00:00.000Z")
   },
   {
      time: ISODate("2021-03-08T14:00:00.000Z"),
      price: 485
   }
] )

コレクション内の一部のドキュメントでpriceフィールドが欠落しています。

線形補間を使用して欠落しているprice $fill値を入力するには、linear と入力メソッドを使用します。

db.stock.aggregate( [
   {
      $fill:
         {
            sortBy: { time: 1 },
            output:
               {
                  "price": { method: "linear" }
               }
         }
   }
] )

上記のパイプラインでは、

$fill は、欠落しているフィールドの値を入力します。
sortBy: { time: 1 } は、ドキュメントをtimeフィールドで最初から最新の順に昇順でソートします。
出力は以下を指定します。
price 欠落値を入力するフィールドとして。
{ method: "linear" } 入力メソッドとして。linear を満たす
メソッドは、シーケンス内の周囲の price 値に基づき線形補間を使用することで、欠落している price 値を埋めます。

出力例:

[
   {
      _id: ObjectId("620ad41c394d47411658b5e9"),
      time: ISODate("2021-03-08T09:00:00.000Z"),
      price: 500
   },
   {
      _id: ObjectId("620ad41c394d47411658b5ea"),
      time: ISODate("2021-03-08T10:00:00.000Z"),
      price: 507.5
   },
   {
      _id: ObjectId("620ad41c394d47411658b5eb"),
      time: ISODate("2021-03-08T11:00:00.000Z"),
      price: 515
   },
   {
      _id: ObjectId("620ad41c394d47411658b5ec"),
      time: ISODate("2021-03-08T12:00:00.000Z"),
      price: 505
   },
   {
      _id: ObjectId("620ad41c394d47411658b5ed"),
      time: ISODate("2021-03-08T13:00:00.000Z"),
      price: 495
   },
   {
      _id: ObjectId("620ad41c394d47411658b5ee"),
      time: ISODate("2021-03-08T14:00:00.000Z"),
      price: 485
   }
]

最後に確認された値に基づいて、欠落しているフィールド値を入力する

次のドキュメントを含む restaurantReviewsコレクションを作成します。このコレクションは 1 件のレストランのレビュースコアを一定の期間保存します。

db.restaurantReviews.insertMany( [
   {
      date: ISODate("2021-03-08"),
      score: 90
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-09"),
      score: 92
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-10")
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-11")
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-12"),
      score: 85
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-13")
   }
] )

コレクション内の一部のドキュメントでscoreフィールドが欠落しています。

欠落しているscoreフィールドに入力し、データに差がないようにするには、 $fillを使用します。次の例では、 $fillはlocf埋め込みメソッドを使用して、欠落しているscore値をシーケンス内の前のscoreで埋めます。

db.restaurantReviews.aggregate( [
   {
      $fill:
         {
            sortBy: { date: 1 },
            output:
               {
                  "score": { method: "locf" }
               }
         }
   }
] )

上記のパイプラインでは、

$fillは欠落しているscore値を埋めます。
sortBy: { date: 1 } は、ドキュメントをdateフィールドで最初から最新の順に昇順でソートします。
出力は以下を指定します。
score 欠落値を入力するフィールドとして。
{ method: "locf" } 入力メソッドとして。locf を満たす
メソッドは、欠落している score 値をシーケンス内で最後に確認された score で埋めます。

出力例:

[
   {
   _id: ObjectId("62040bc9394d47411658b553"),
   date: ISODate("2021-03-08T00:00:00.000Z"),
   score: 90
   },
   {
   _id: ObjectId("62040bc9394d47411658b554"),
   date: ISODate("2021-03-09T00:00:00.000Z"),
   score: 92
   },
   {
   _id: ObjectId("62040bc9394d47411658b555"),
   date: ISODate("2021-03-10T00:00:00.000Z"),
   score: 92
   },
   {
   _id: ObjectId("62040bc9394d47411658b556"),
   date: ISODate("2021-03-11T00:00:00.000Z"),
   score: 92
   },
   {
   _id: ObjectId("62040bc9394d47411658b557"),
   date: ISODate("2021-03-12T00:00:00.000Z"),
   score: 85
   },
   {
   _id: ObjectId("62040bc9394d47411658b558"),
   date: ISODate("2021-03-13T00:00:00.000Z"),
   score: 85
   }
]

個別のパーティションのデータを入力

レストランのレビューを含む前の例を検討してみましょうが、1 つのレストランを追跡するのではなく、コレクションには複数のレストランのレビューが含まれています。

restaurantReviewsMultipleという名前のコレクションを作成し、そのコレクションに次のドキュメントを入力します。

db.restaurantReviewsMultiple.insertMany( [
   {
      date: ISODate("2021-03-08"),
      restaurant: "Joe's Pizza",
      score: 90
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-08"),
      restaurant: "Sally's Deli",
      score: 75
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-09"),
      restaurant: "Joe's Pizza",
      score: 92
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-09"),
      restaurant: "Sally's Deli"
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-10"),
      restaurant: "Joe's Pizza"
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-10"),
      restaurant: "Sally's Deli",
      score: 68
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-11"),
      restaurant: "Joe's Pizza",
      score: 93
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-11"),
      restaurant: "Sally's Deli"
   }
] )

コレクション内の一部のドキュメントでscoreフィールドが欠落しています。

db.restaurantReviewsMultiple.aggregate( [
   {
      $fill:
         {
            sortBy: { date: 1 },
            partitionBy: { "restaurant": "$restaurant" },
            output:
               {
                  "score": { method: "locf" }
               }
         }
   }
] )

上記のパイプラインでは、

$fillは欠落しているscore値を埋めます。
sortBy: { date: 1 } は、ドキュメントをdateフィールドで最初から最新の順に昇順でソートします。
partitionBy: { "restaurant": "$restaurant" } はrestaurantでデータを分割します。 Joe's PizzaとSally's Deliの 2 つのレストランがあります。
出力は以下を指定します。
score 欠落値を入力するフィールドとして。
{ method: "locf" } 入力メソッドとして。locf を満たす
メソッドは、欠落している score 値をシーケンス内で最後に確認された score で埋めます。

出力例:

[
{
   _id: ObjectId("620559f4394d47411658b58f"),
   date: ISODate("2021-03-08T00:00:00.000Z"),
   restaurant: "Joe's Pizza",
   score: 90
},
{
   _id: ObjectId("620559f4394d47411658b591"),
   date: ISODate("2021-03-09T00:00:00.000Z"),
   restaurant: "Joe's Pizza",
   score: 92
},
{
   _id: ObjectId("620559f4394d47411658b593"),
   date: ISODate("2021-03-10T00:00:00.000Z"),
   restaurant: "Joe's Pizza",
   score: 92
},
{
   _id: ObjectId("620559f4394d47411658b595"),
   date: ISODate("2021-03-11T00:00:00.000Z"),
   restaurant: "Joe's Pizza",
   score: 93
},
{
   _id: ObjectId("620559f4394d47411658b590"),
   date: ISODate("2021-03-08T00:00:00.000Z"),
   restaurant: "Sally's Deli",
   score: 75
},
{
   _id: ObjectId("620559f4394d47411658b592"),
   date: ISODate("2021-03-09T00:00:00.000Z"),
   restaurant: "Sally's Deli",
   score: 75
},
{
   _id: ObjectId("620559f4394d47411658b594"),
   date: ISODate("2021-03-10T00:00:00.000Z"),
   restaurant: "Sally's Deli",
   score: 68
},
{
   _id: ObjectId("620559f4394d47411658b596"),
   date: ISODate("2021-03-11T00:00:00.000Z"),
   restaurant: "Sally's Deli",
   score: 68
}
]

を使用してフィールドが入力されたかどうかを示す `$fill`

欠損値を入力しても、出力には値が$fill演算子によって入力されたかどうか、あるいは値が最初にドキュメントに存在していたかどうかが示されません。入力値と既存値を区別するには、 $fillの前に$setステージを使用し、値が存在するかどうかに基づいて新しいフィールドを設定します。

例、次のドキュメントを含む restaurantReviewsコレクションを作成します。これはレストランのレビュースコアを一定期間保存するものです。

db.restaurantReviews.insertMany( [
   {
      date: ISODate("2021-03-08"),
      score: 90
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-09"),
      score: 92
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-10")
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-11")
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-12"),
      score: 85
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-13")
   }
] )

コレクション内の一部のドキュメントで scoreフィールドが欠落しています。欠落している score 値を入力するには、$fill 演算子を使用します。

次のアクションを実行するためのパイプラインを作成します。

$set を使用して各ドキュメントに新しいフィールドを追加し、$fill 演算子が値を入力する前にドキュメントの scoreフィールドが存在するかどうかを示します。この新しいフィールドはvalueExisted と呼ばれます。
欠落しているscore値に、シーケンス内で最後に確認されたscoreを入力します。入力メソッドlocfは「last observation carried forward（LOCF）」を表します。

パイプラインは、次のコードのようになります。

db.restaurantReviews.aggregate( [
   {
      $set: {
         "valueExisted": {
            "$ifNull": [
               { "$toBool": { "$toString": "$score" } },
               false
            ]
         }
      }
   },
   {
      $fill: {
         sortBy: { date: 1 },
         output:
            {
               "score": { method: "locf" }
            }
      }
   }
] )

注意

ゼロの値の処理

$ifNull式では、 scoreの値は string に変換され、次にブール値に変換されます。 $toBool式は string を常にtrueに変換します。 score値が string に変換されない場合、 0のscore値では、 valueExistedはfalseに設定されます。

出力:

[
   {
      _id: ObjectId("63595116b1fac2ee2e957f15"),
      date: ISODate("2021-03-08T00:00:00.000Z"),
      score: 90,
      valueExisted: true
   },
   {
      _id: ObjectId("63595116b1fac2ee2e957f16"),
      date: ISODate("2021-03-09T00:00:00.000Z"),
      score: 92,
      valueExisted: true
   },
   {
      _id: ObjectId("63595116b1fac2ee2e957f17"),
      date: ISODate("2021-03-10T00:00:00.000Z"),
      valueExisted: false,
      score: 92
   },
   {
      _id: ObjectId("63595116b1fac2ee2e957f18"),
      date: ISODate("2021-03-11T00:00:00.000Z"),
      valueExisted: false,
      score: 92
   },
   {
      _id: ObjectId("63595116b1fac2ee2e957f19"),
      date: ISODate("2021-03-12T00:00:00.000Z"),
      score: 85,
      valueExisted: true
   },
   {
      _id: ObjectId("63595116b1fac2ee2e957f1a"),
      date: ISODate("2021-03-13T00:00:00.000Z"),
      valueExisted: false,
      score: 85
   }
]

異なるパーティションでの同一の値の補間

バージョン8.1で変更。

MongoDB 8.1 以降、異なるパーティションに同じ値がある場合、$fill は linear メソッドを使用して補間できます。

同一の日付にレストランのレビュースコアを保存する次のドキュメントを含む次の restaurantReviewsMultipleコレクションを作成します。

db.restaurantReviewsMultiple.insertMany( [
   {
      date: ISODate("2021-03-08"),
      restaurant: "Steve's Pizza",
      score: 90
   },
   {
      date: ISODate("2021-03-08"),
      restaurant: "Sally's Deli",
      score: 75
   }
] )

次の集計例では、"linear" を使用して、異なるパーティション内の同一の日付を補間します。

db.restaurantReviewsMultiple.aggregate( [
   {
      $fill: {
         sortBy: { date: 1 },
         partitionBy: { "restaurant": "$restaurant" },
         output: { "score": { method: "linear" } }
      }
   }
] )

MongoDB 8.1 以降では、この例では次の出力が返されます。

[
   {
      _id: ObjectId("620559f4394d47411658b590"),
      date: ISODate("2021-03-08T00:00:00.000Z"),
      restaurant: "Sally's Deli",
      score: 75
   },
   {
      _id: ObjectId("620559f4394d47411658b58f"),
      date: ISODate("2021-03-08T00:00:00.000Z"),
      restaurant: "Steve's Pizza",
      score: 90
   }
]

このページの Node.js の例では、Atlas サンプルデータセットの sample_weatherdata.data コレクションを使用します。無料の MongoDB Atlas クラスターを作成し、サンプルデータセットをロードする方法を学ぶには、MongoDB Node.js ドライバーのドキュメント「使用開始」をご覧ください。

MongoDB Node.jsドライバーを使用して $fill ステージを集計パイプラインに追加するには、パイプラインオブジェクトで $fill 演算子を使用します。

次の例では、null または欠損値を入力するパイプラインを作成します。このパイプラインには、次のステージが含まれています。

$group ステージでは、入力ドキュメントを tsフィールドごとにグループ化し、各グループの平均 seaSurfaceTemperature.value を計算します。
$fillステージは、グループ化されたデータを_id seaSurfaceTemperatureフィールドで昇順にソートし、線形補間を使用して null または欠落している値を埋めます。

const pipeline = [
  {
    $group: {
      _id: "$ts",
      seaSurfaceTemperature: { $avg: "$seaSurfaceTemperature.value" },
    }
  },
  {
    $fill: {
      sortBy: { _id: 1 },  
      output: { seaSurfaceTemperature: { method: "linear" } }
    }
  }
]; 
const cursor = collection.aggregate(pipeline);
return cursor;

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$facet

$geoNear

定義

構文

行動と限界

partitionByFields 制限事項

linear 動作

例

locf 動作

$fillと集計演算子の比較

例

欠落しているフィールド値を定数値で入力

線形補間で欠落しているフィールド値を入力

最後に確認された値に基づいて、欠落しているフィールド値を入力する

個別のパーティションのデータを入力

を使用してフィールドが入力されたかどうかを示す $fill

注意

ゼロの値の処理

異なるパーティションでの同一の値の補間

`partitionByFields` 制限事項

`linear` 動作

`locf` 動作

`$fill`と集計演算子の比較

を使用してフィールドが入力されたかどうかを示す `$fill`