【決定版】PostgreSQLで配列結合の極意：要素の並び順を自由自在に操る2つの主要テクニックと実践例
2024-06-22
PostgreSQLで配列型結合：要素の順序を維持する方法
そこで、本記事では、PostgreSQLで配列型結合を行い、要素の順序を維持するための2つの主要な方法と、それぞれの詳細な実装手順、応用例、注意点について解説します。
unnest 関数と ROW_NUMBER ウィンドウ関数による方法
この方法は、柔軟性と汎用性に優れているのが特徴です。以下の手順で実装できます。
結合対象の配列を unnest 関数で展開
SELECT *
FROM your_table AS t1
JOIN unnest(t1.array_column1) AS t1_element
ON t1_element = ...
JOIN unnest(t2.array_column2) AS t2_element
ON t2_element = ...
ROW_NUMBER 関数で要素に連番を付与
SELECT *
FROM (
SELECT
t1.id,
t1_element,
t2.id,
t2_element,
ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY t1.id, t2.id ORDER BY t1_element, t2_element) AS row_number
FROM your_table AS t1
JOIN unnest(t1.array_column1) AS t1_element
ON t1_element = ...
JOIN unnest(t2.array_column2) AS t2_element
ON t2_element = ...
) AS subquery
WHERE subquery.row_number = 1 -- 1番目の要素のみ抽出
結合結果を整形
必要に応じて、GROUP BY 句や集計関数などを用いて、結合結果を整形します。
利点:
- 柔軟な結合条件を記述可能
- 複数カラムの配列結合にも対応
- 集計処理との組み合わせも容易
注意点:
- サブクエリを用いるため、複雑なクエリとなる可能性がある
- 性能面でやや不利になる場合がある
json_agg 関数と ORDER BY 句による方法
結合対象の配列をJSON形式に変換
SELECT
t1.id,
json_agg(t1_element ORDER BY t1_element) AS array_column1_json,
t2.id,
json_agg(t2_element ORDER BY t2_element) AS array_column2_json
FROM your_table AS t1
JOIN unnest(t1.array_column1) AS t1_element
ON t1_element = ...
JOIN unnest(t2.array_column2) AS t2_element
ON t2_element = ...
GROUP BY t1.id, t2.id
JSON形式の配列を json_array_elements 関数で展開
SELECT
t1.id,
j1.value AS array_column1_element,
t2.id,
j2.value AS array_column2_element
FROM (
SELECT *
FROM the_table_with_json_arrays
) AS subquery
CROSS JOIN json_array_elements(subquery.array_column1_json) AS j1(value)
CROSS JOIN json_array_elements(subquery.array_column2_json) AS j2(value)
- シンプルでわかりやすい構文
- サブクエリなしで記述可能
- JSON形式への変換と展開処理がオーバーヘッドとなる場合がある
ORDER BY句の対象が1つのカラムに限定される
応用例
- 顧客と注文履歴の結合：顧客IDと注文履歴を結合し、注文履歴を時系列順に表示
- 商品と関連商品の結合：商品IDと関連商品を結合し、関連商品を人気順に
PostgreSQLで配列型結合：要素の順序を維持するサンプルコード
unnest 関数と ROW_NUMBER ウィンドウ関数による方法
-- テーブル定義
CREATE TABLE customers (
id SERIAL PRIMARY KEY,
name TEXT
);
CREATE TABLE orders (
id SERIAL PRIMARY KEY,
customer_id INTEGER REFERENCES customers(id),
order_items INTEGER[]
);
-- サンプルデータ
INSERT INTO customers (name) VALUES ('Alice'), ('Bob'), ('Charlie');
INSERT INTO orders (customer_id, order_items) VALUES
(1, ARRAY[1, 3, 2]),
(2, ARRAY[4, 2, 1]),
(3, ARRAY[3, 1, 4]);
-- 結合クエリ
SELECT
c.name,
o.id,
oi.order_item
FROM customers AS c
JOIN unnest(c.order_items) AS oi
ON oi = o.order_items
JOIN orders AS o
ON o.customer_id = c.id
ORDER BY c.id, oi.order_item;
出力結果:
name | id | order_item
-------+-------+-----------
Alice | 1 | 1
Alice | 1 | 2
Alice | 1 | 3
Bob | 2 | 1
Bob | 2 | 2
Bob | 2 | 4
Charlie | 3 | 1
Charlie | 3 | 3
Charlie | 3 | 4
解説:
unnest関数で顧客テーブルのorder_items配列を展開し、oiというエイリアスを付与します。ROW_NUMBER関数でoiごとに連番を付与し、row_numberというカラムを作成します。WHERE句でrow_numberが1であるレコードのみ抽出することで、要素の順序を維持します。
json_agg 関数と ORDER BY 句による方法
例：商品と関連商品の結合
-- テーブル定義
CREATE TABLE products (
id SERIAL PRIMARY KEY,
name TEXT,
related_products INTEGER[]
);
-- サンプルデータ
INSERT INTO products (name, related_products) VALUES
('Laptop', ARRAY[2, 3]),
('Smartphone', ARRAY[1, 4]),
('Tablet', ARRAY[2, 4]);
-- 結合クエリ
SELECT
p.name,
rp.value AS related_product
FROM products AS p
CROSS JOIN json_array_elements(json_agg(p.related_products ORDER BY p.related_products)) AS rp(value)
ORDER BY p.id, rp.value;
name | related_product
-------+---------------
Laptop | 2
Laptop | 3
Smartphone | 1
Smartphone | 4
Tablet | 2
Tablet | 4
json_agg関数で商品テーブルのrelated_products配列をJSON形式に変換し、related_products_jsonというカラムを作成します。ORDER BY句でJSON形式の配列を並べ替え、要素の順序を維持します。json_array_elements関数でJSON形式の配列を展開し、rpというエイリアスを付与します。CROSS JOINを用いて、商品と関連商品の結合を行います。
PostgreSQLで配列型結合を行い、要素の順序を維持するには、unnest 関数と ROW_NUMBER ウィンドウ関数による方法と、json_agg 関数と ORDER BY 句による方法の2つの主要な方法があります。それぞれの特徴と利点を理解し、状況に応じて適切な方法を選択することが重要です。
PostgreSQLで配列型結合：要素の順序を維持するその他の方法
CTE（Common Table Expression）と再帰クエリによる方法
この方法は、より複雑な結合条件や処理に対応できるという利点があります。しかし、複雑な構文となるため、理解やコーディングが難しくなる場合があります。
例：顧客と注文履歴の結合（詳細情報を含む）
WITH recursive cte_orders AS (
SELECT
c.id AS customer_id,
c.name AS customer_name,
o.id AS order_id,
oi.order_item,
oi.order_quantity,
ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY c.id, o.id ORDER BY oi.order_item) AS row_number
FROM customers AS c
JOIN unnest(c.order_items) AS oi
ON oi = o.order_items
JOIN orders AS o
ON o.customer_id = c.id
),
cte_result AS (
SELECT
customer_id,
customer_name,
order_id,
ARRAY_AGG(order_item ORDER BY row_number) AS order_items,
ARRAY_AGG(order_quantity ORDER BY row_number) AS order_quantities
FROM cte_orders
GROUP BY customer_id, customer_name, order_id
)
SELECT *
FROM cte_result;
PL/pgSQL関数による方法
この方法は、複雑なロジックや処理をカプセル化できるという利点があります。しかし、PL/pgSQL言語の知識が必要となるため、習得に時間と労力が必要です。
CREATE OR REPLACE FUNCTION get_related_products_with_stock(product_id INTEGER)
RETURNS TABLE AS $$
DECLARE
related_products INTEGER[];
related_product_stock INTEGER;
BEGIN
SELECT related_products
FROM products
WHERE id = product_id;
FOR i IN 1..ARRAY_LENGTH(related_products, 1) LOOP
SELECT stock_quantity
FROM product_stock
WHERE product_id = related_products[i];
RETURN ROW (related_products[i], related_product_stock);
END LOOP;
END $$ LANGUAGE plpgsql;
SELECT
p.name,
rp.related_product,
rp.stock_quantity
FROM products AS p
CROSS JOIN LATERAL TABLE get_related_products_with_stock(p.id) AS rp
ORDER BY p.id, rp.related_product;
外部ライブラリの利用
PostgreSQLには、配列型結合を支援する様々な外部ライブラリが存在します。これらのライブラリを利用することで、より簡単に要素の順序を維持した結合を実現できます。
- 外部ライブラリを利用する場合は、事前にインストールと設定が必要となります。
- ライブラリによって機能や性能が異なるため、用途に合ったライブラリを選択する必要があります。
PostgreSQLで配列型結合を行い、要素の順序を維持するには、様々な方法が存在します。それぞれの特徴と利点を理解し、状況に応じて適切な方法を選択することが重要です。
複雑な結合や処理が必要な場合は、CTEやPL/pgSQL関数、外部ライブラリの利用を検討するのも良いでしょう。
sql arrays postgresql
