Agregado $búsqueda no devuelve el orden original de la matriz de elementos

Esto es "por diseño" de $lookup implementación. ¿Qué realmente sucede "bajo el capó" es MongoDB interno convierte los argumentos en el $lookup al nuevo expresivo formatear usando $expr y $in . Incluso en versiones anteriores a cuando esta expresiva se implementó el formulario, la mecánica interna para una "matriz de valores" era realmente lo mismo.

La solución aquí es mantener una copia de la matriz original como referencia para reordenar los "unidos" artículos:

collection.aggregate([
  {"$match": {"_id": ObjectId("5c781752176c512f180048e3") }},
  {"$lookup": {
    "from": "collection2",
    "let": { "classIds": "$Classes.ID" },
    "pipeline": [
      { "$match": {
        "$expr": { "$in": [ "$_id", "$$classIds" ] }
      }},
      { "$addFields": {
        "sort": {
          "$indexOfArray": [ "$$classIds", "$_id" ]
        }
      }},
      { "$sort": { "sort": 1 } },
      { "$addFields": { "sort": "$$REMOVE" }}
    ],
    "as": "results"
  }}
])

O por el heredado $lookup uso:

collection.aggregate([
  {"$match": {"_id": ObjectId("5c781752176c512f180048e3") }},
  {"$lookup": {
    "from": "collection2",
    "localField": "Classes.ID",
    "foreignField": "_id",
    "as": "results"
  }},
  { "$unwind": "$results" },
  { "$addFields": {
    "sort": {
      "$indexOfArray": [ "$Classes.ID", "$results._id" ]
    }
  }},
  { "$sort": { "_id": 1, "sort": 1 } },
  { "$group": {
    "_id": "$_id",
    "Name": { "$first": "$Name" },
    "Classes": { "$first": "$Classes" },
    "results": { "$push": "$results" }
  }}
])

Ambas variantes producen el mismo resultado:

{
        "_id" : ObjectId("5c781752176c512f180048e3"),
        "Name" : "Pedro",
        "Classes" : [
                {
                        "ID" : ObjectId("5c7af2b2f6f6e47c9060d7ce")
                },
                {
                        "ID" : ObjectId("5c7af2bcf6f6e47c9060d7cf")
                },
                {
                        "ID" : ObjectId("5c7af2aaf6f6e47c9060d7cd")
                }
        ],
        "results" : [
                {
                        "_id" : ObjectId("5c7af2b2f6f6e47c9060d7ce"),
                        "variable1" : "B"
                },
                {
                        "_id" : ObjectId("5c7af2bcf6f6e47c9060d7cf"),
                        "variable1" : "C"
                },
                {
                        "_id" : ObjectId("5c7af2aaf6f6e47c9060d7cd"),
                        "variable1" : "A"
                }
        ]
}

El concepto general es usar $indexOfArray en comparación con el _id valor de "joined" content para encontrar su "index" posición en la matriz fuente original de "$Classes.ID" . Los diferentes $lookup las variantes de sintaxis tienen diferentes enfoques sobre cómo acceder a esta copia y cómo reconstruyes básicamente.

El $sort por supuesto, establece el orden de los documentos reales, ya sea estando dentro del proceso de canalización por la forma expresiva, o a través de los documentos expuestos de $unwind . Donde usaste $unwind entonces $group volver al formulario del documento original.