如何使用MongoDB C#驱动匹配包含全部指定角色内嵌文档的用户文档

我有一个名为Users的MongoDB集合，文档结构如下：

{ 
    "_id": ObjectId("5ded105e90424e1c0e6fda04"), 
    "username": "user1", 
    "roles": [
                {"_id" : ObjectId("3aded105e90424e1c0e6fb542"), "name":"admin"},
                {"_id" : ObjectId("5ded105e90424e1c0e6fda05"), "name": "fin"},
            ]
},
{ 
    "_id": ObjectId("5ded105e90424e1c0e6fda05"), 
    "username": "user2", 
    "roles": [
                {"_id" : ObjectId("3aded105e90424e1c0e6fb542"), "name":"admin"},
                {"_id" : ObjectId("5ded105e90424e1c0e6fda05"), "name":"fin"},
            ]
},
{ 
    "_id": ObjectId("5ded105e90424e1c0e6fda06"), 
    "username": "user3", 
    "roles": [
                {"_id" : ObjectId("9bded105e45624e1c0e6fb289"), "name":"basic"},
                {"_id" : ObjectId("5ded105e90424e1c0e6fda05"), "name": "fin"},
            ]
}

需要筛选出roles字段包含指定数组arr = [ObjectId("3aded105e90424e1c0e6fb542"), ObjectId("5ded105e90424e1c0e6fda05")]中所有元素的文档（即同时拥有admin和fin角色的用户，预期结果是user1和user2）。

注意：如果roles是简单的ID数组而非内嵌文档数组，可直接用.All操作符实现：

filter &= Builders<Users>.Filter.All(
                    doc => doc.Roles,
                    Ids)

当roles是内嵌文档数组时，需要确保每个指定的角色ID都能在roles数组的某个元素的_id字段中找到，以下两种方式均可实现需求：

方式一：多ElemMatch条件组合 #

为每个目标角色ID创建一个ElemMatch条件，指定roles数组中存在对应_id的元素，再用And组合所有条件：

var targetRoleIds = new List<ObjectId>
{
    ObjectId.Parse("3aded105e90424e1c0e6fb542"),
    ObjectId.Parse("5ded105e90424e1c0e6fda05")
};

var filterBuilder = Builders<Users>.Filter;
var filters = targetRoleIds.Select(id => 
    filterBuilder.ElemMatch(doc => doc.Roles, role => role._id == id)
);

var finalFilter = filterBuilder.And(filters);

var result = await collection.Find(finalFilter).ToListAsync();

方式二：All操作符结合内嵌字段路径 #

直接针对roles._id字段使用All操作符，利用MongoDB的字段路径语法简化查询：

var targetRoleIds = new List<ObjectId>
{
    ObjectId.Parse("3aded105e90424e1c0e6fb542"),
    ObjectId.Parse("5ded105e90424e1c0e6fda05")
};

// 强类型写法
var filter = Builders<Users>.Filter.All(doc => doc.Roles[-1]._id, targetRoleIds);

// 或直接使用字符串字段路径
// var filter = Builders<Users>.Filter.All("roles._id", targetRoleIds);

var result = await collection.Find(filter).ToListAsync();

两种方式都能准确筛选出同时包含所有指定角色ID的用户文档，得到预期的user1和user2。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LightTechnician