$sum（アキュムレータ演算子）

結果のデータ型

結果は、その型で正確に表現できない場合を除き、入力と同じ型になります。この場合、以下のとおり動作します。

• 結果が 64 ビット整数として表現可能な場合は、32 ビット整数は 64 ビット整数に変換されます。

• 結果が 64 ビット整数として表現不可能な場合は、32 ビット整数は double に変換されます。

• 結果が 64 ビット整数として表現不可能な場合は、64 ビット整数は double に変換されます。

数値以外の値のフィールドまたは存在しないフィールド

If used on a field that contains both numeric and non-numeric values, $sum ignores the non-numeric values and returns the sum of the numeric values.

If used on a field that does not exist in any document in the collection, $sum returns 0 for that field.

If all operands are non-numeric, non-arrays, or contain null values, $sum returns 0. For details on how $sum handles arrays, see Array Operand.

配列オペランド

In the $group stage, if the expression resolves to an array, $sum treats the operand as a non-numeric value.

サポートされている他のステージでは、次のようになります。

• With a single expression as its operand, if the expression resolves to an array, $sum traverses into the array to operate on the numeric elements of the array to return a single value.

• With a list of expressions as its operand, if any of the expressions resolves to an array, $sum does not traverse into the array but instead treats the array as a non-numeric value.

例、$group ステージで使用されない場合、次のようになります。

• $sum オペランドが [ 2, 2 ] の場合、$sum は配列要素を追加し、4 を返します。

• $sum オペランドが [ 2, [ 3, 4 ] ] の場合、$sum は 2 を返します。これは、ネストされた配列 [ 3, 4 ] を数値以外の値として扱うためです。

$group ステージで使用

以下のドキュメントを持つsalesコレクションを考えてみましょう。

db.sales.insertMany( [
   { "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : 10, "quantity" : 2, "date" : ISODate("2014-01-01T08:00:00Z") },
   { "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : 20, "quantity" : 1, "date" : ISODate("2014-02-03T09:00:00Z") },
   { "_id" : 3, "item" : "xyz", "price" : 5, "quantity" : 5, "date" : ISODate("2014-02-03T09:05:00Z") },
   { "_id" : 4, "item" : "abc", "price" : 10, "quantity" : 10, "date" : ISODate("2014-02-15T08:00:00Z") },
   { "_id" : 5, "item" : "xyz", "price" : 5, "quantity" : 10, "date" : ISODate("2014-02-15T09:05:00Z") }
] )

Grouping the documents by the day and the year of the date field, the following operation uses the $sum accumulator to compute the total amount and the count for each group of documents.

db.sales.aggregate(
   [
     {
       $group:
         {
           _id: { day: { $dayOfYear: "$date"}, year: { $year: "$date" } },
           totalAmount: { $sum: { $multiply: [ "$price", "$quantity" ] } },
           count: { $sum: 1 }
         }
     }
   ]
)

この操作は次の結果を返します。

{ "_id" : { "day" : 46, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 150, "count" : 2 }
{ "_id" : { "day" : 34, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 45, "count" : 2 }
{ "_id" : { "day" : 1, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 20, "count" : 1 }

Using $sum on a non-existent field returns a value of 0. The following operation attempts to $sum on qty:

db.sales.aggregate(
   [
     {
       $group:
         {
           _id: { day: { $dayOfYear: "$date"}, year: { $year: "$date" } },
           totalAmount: { $sum: "$qty" },
           count: { $sum: 1 }
         }
     }
   ]
)

この操作では以下が返されます。

{ "_id" : { "day" : 46, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 0, "count" : 2 }
{ "_id" : { "day" : 34, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 0, "count" : 2 }
{ "_id" : { "day" : 1, "year" : 2014 }, "totalAmount" : 0, "count" : 1 }

$count 集計アキュムレータは、$group ステージで{ $sum : 1 } の代わりに使用できます。

$project ステージで使用

コレクション students には次のドキュメントが含まれています。

{ "_id": 1, "quizzes": [ 10, 6, 7 ], "labs": [ 5, 8 ], "final": 80, "midterm": 75 }
{ "_id": 2, "quizzes": [ 9, 10 ], "labs": [ 8, 8 ], "final": 95, "midterm": 80 }
{ "_id": 3, "quizzes": [ 4, 5, 5 ], "labs": [ 6, 5 ], "final": 78, "midterm": 70 }

The following example uses the $sum in the $project stage to calculate the total quiz scores, the total lab scores, and the total of the final and the midterm:

db.students.aggregate([
   {
     $project: {
       quizTotal: { $sum: "$quizzes"},
       labTotal: { $sum: "$labs" },
       examTotal: { $sum: [ "$final", "$midterm" ] }
     }
   }
])

この操作の結果、次のドキュメントが作成されます。

{ "_id" : 1, "quizTotal" : 23, "labTotal" : 13, "examTotal" : 155 }
{ "_id" : 2, "quizTotal" : 19, "labTotal" : 16, "examTotal" : 175 }
{ "_id" : 3, "quizTotal" : 14, "labTotal" : 11, "examTotal" : 148 }

$setWindowFields ステージで使用

カリフォルニア州（CA）とワシントン州（WA）のケーキ販売を含む cakeSales コレクションを作成します。

db.cakeSales.insertMany( [
   { _id: 0, type: "chocolate", orderDate: new Date("2020-05-18T14:10:30Z"),
     state: "CA", price: 13, quantity: 120 },
   { _id: 1, type: "chocolate", orderDate: new Date("2021-03-20T11:30:05Z"),
     state: "WA", price: 14, quantity: 140 },
   { _id: 2, type: "vanilla", orderDate: new Date("2021-01-11T06:31:15Z"),
     state: "CA", price: 12, quantity: 145 },
   { _id: 3, type: "vanilla", orderDate: new Date("2020-02-08T13:13:23Z"),
     state: "WA", price: 13, quantity: 104 },
   { _id: 4, type: "strawberry", orderDate: new Date("2019-05-18T16:09:01Z"),
     state: "CA", price: 41, quantity: 162 },
   { _id: 5, type: "strawberry", orderDate: new Date("2019-01-08T06:12:03Z"),
     state: "WA", price: 43, quantity: 134 }
] )

This example uses $sum in the $setWindowFields stage to output the sum of the quantity of cakes sold in each state:

db.cakeSales.aggregate( [
   {
      $setWindowFields: {
         partitionBy: "$state",
         sortBy: { orderDate: 1 },
         output: {
            sumQuantityForState: {
               $sum: "$quantity",
               window: {
                  documents: [ "unbounded", "current" ]
               }
            }
         }
      }
   }
] )

この例では、次のことが行われます。

• partitionBy: "$state" はコレクション内のドキュメントを state で分割します。CA と WA のパーティションがあります。

• sortBy: { orderDate: 1 } は、各パーティション内のドキュメントを orderDate で昇順（1）に並べ替えるので、最も古い orderDate が最初になります。

• output sets the sumQuantityForState field to the sum of the quantity values using $sum that is run in a documents window.

  The window contains documents between an unbounded lower limit and the current document in the output. This means $sum returns the sum of the quantity values for the documents between the beginning of the partition and the current document.

この出力では、CA と WA の quantity 値の合計が sumQuantityForState フィールドに表示されます。

{ "_id" : 4, "type" : "strawberry", "orderDate" : ISODate("2019-05-18T16:09:01Z"),
  "state" : "CA", "price" : 41, "quantity" : 162, "sumQuantityForState" : 162 }
{ "_id" : 0, "type" : "chocolate", "orderDate" : ISODate("2020-05-18T14:10:30Z"),
  "state" : "CA", "price" : 13, "quantity" : 120, "sumQuantityForState" : 282 }
{ "_id" : 2, "type" : "vanilla", "orderDate" : ISODate("2021-01-11T06:31:15Z"),
  "state" : "CA", "price" : 12, "quantity" : 145, "sumQuantityForState" : 427 }
{ "_id" : 5, "type" : "strawberry", "orderDate" : ISODate("2019-01-08T06:12:03Z"),
  "state" : "WA", "price" : 43, "quantity" : 134, "sumQuantityForState" : 134 }
{ "_id" : 3, "type" : "vanilla", "orderDate" : ISODate("2020-02-08T13:13:23Z"),
  "state" : "WA", "price" : 13, "quantity" : 104, "sumQuantityForState" : 238 }
{ "_id" : 1, "type" : "chocolate", "orderDate" : ISODate("2021-03-20T11:30:05Z"),
  "state" : "WA", "price" : 14, "quantity" : 140, "sumQuantityForState" : 378 }