DjangoのQuerySetでグループごとに最大・最小のデータのみ抽出する方法を紹介します。 この記事はDjango Advent Calendar 2021 3日目の記事です。
グループごとの最大・最小のデータとは何でしょうか？
たとえば以下のような場合に必要となります。
- ブログ記事ごとに最新のコメントのみ取得
- ユーザーごとに金額が最大の購入履歴のみ取得
- ページごとにリビジョン番号が最大の差分データのみ取得
実際に仕事をしているとたまに欲しくなりますよね。
今回は Parent モデルというグループごとに、 Child モデルの number が最大になる Child の一覧を取得します。
class Parent(models.Model): pass class Child(models.Model): parent = models.ForeignKey(Parent) number = models.IntegerField()
（Meta や __str__ は表記上省略）
QuerySetでグループごとに最大・最小のみ取得する
最大のみ取得する処理は以下のようになります（解説は後述します）。
children = Child.objects.all()
sub_qs = children.filter(
parent=models.OuterRef("parent"),
number__gt=models.OuterRef("number"),
)
qs = children.filter(~models.Exists(sub_qs))
実際に動作を確認してみましょう。
p1、p2というグループごとに最大の値を持つ c1_4 と c2_2 のデータを作りました。
>>> p1 = Parent.objects.create() >>> p2 = Parent.objects.create() >>> c1_1 = Child.objects.create(parent=p1, number=1) >>> c1_2 = Child.objects.create(parent=p1, number=2) >>> c1_3 = Child.objects.create(parent=p1, number=3) >>> c1_4 = Child.objects.create(parent=p1, number=4) >>> c2_1 = Child.objects.create(parent=p2, number=1) >>> c2_2 = Child.objects.create(parent=p2, number=2) >>> children.filter(~models.Exists(sub_qs)) <QuerySet [<Child: 1-4>, <Child: 2-2>]>
Child: 1-4（c1_4）とChild: 2-2（c2_2）の取得を確認できました。
SQLは以下のようになりました（読みやすいよう改行を追加しています）。
SELECT "child"."id", "child"."parent_id", "child"."number" FROM "child" WHERE NOT EXISTS( SELECT (1) AS "a" FROM "child" U0 WHERE ( U0."number" > "child"."number" AND U0."parent_id" = "child"."parent_id" ) LIMIT 1 )
この処理では「グループごとに最大・最小の値が複数ある場合に両方とも取得される」点に注意してください。
解説
今回のSQLでは「よりnumberが高い値のある行を除外する」という方法で、グループごとの最大値を取得しています。直感的にはGROUP BYで最大値を計算するサブクエリーを書きたいところですが、実行速度が速い方法を紹介しました。
Djangoではこのサブクエリーを書くために、 OuterRef と Exists を使っています。OuterRef を使えば外側のクエリー中のフィールドを参照できますので、サブクエリーを簡単に書けます。
今回の場合は OuterRef("parent") でグループにする Parent を指定し、 OuterRef("number") で除外対象の number を指定しています。
実際の環境で高速に動作するかどうかは、データベースの実行計画を確認してください。 データベースやデータの内容によって変わってくると思いますので、仕事の環境で使う場合は実行計画を見ましょう。
GROUP BYを使った書き方も紹介しておきます。
他の書き方
参考として、GROUP BYとサブクエリーを使った方法も紹介します。
children = Child.objects.all() sub_qs = children\ .filter(parent=models.OuterRef("parent")) \ .values("parent") \ .annotate(max_number=models.Max("number")) \ .values("max_number") qs = children.filter(number=models.Subquery(sub_qs))
SQLは以下のようになります。
SELECT "child"."id", "child"."parent_id", "child"."number" FROM "child" WHERE "child"."number" = ( SELECT MAX(U0."number") AS "max_number" FROM "child" U0 WHERE U0."parent_id" = "child"."parent_id" GROUP BY U0."parent_id" )
この処理はサブクエリー内で number の最大値を求めたうえで、その値を条件として Child の一覧を取得しています。こちらのほうが NOT EXISTS を使った書き方よりも理解しやすいですが、処理としては遅くなると思います（実際のデータや環境でお試しください）。
おわりに
Djangoで OuterRef や Subquery 、 Exists を使ってグループごとに最大・最小の値のみを取得しました。
昔は「Djangoで凝ったSQLを書けない」という印象もありましたが、今のDjangoではクエリーの表現が多彩ですので、今回のようなサブクエリーも直感的に書けます。
ぜひ、業務の中でも活用していただけると嬉しいです （実行計画の確認はしてください）。
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執筆：Kiyohara Hiroki (@hirokiky) （Shodoで執筆されました）
