XQuery完全ガイド：XMLとJSONの横断処理を実現するFLWOR・XDM・3.1機能解説

2025年11月22日 最終更新日時 : 2025年11月22日 エバープレイ編集部

はじめに — XQueryとは何か

XQuery（エックスクエリ）は、XMLデータを検索・抽出・変換するために設計された宣言型のクエリ言語です。W3C（World Wide Web Consortium）によって標準化され、XPath を基盤に持ち、XMLのノード構造を直接扱える点が特徴です。データベースやXML文書の処理、WebサービスやETLパイプライン、近年ではJSONとの相互運用機能を持つことで、汎用的なデータ処理言語として使われています。

基本概念と設計思想

XQueryは「XML Data Model（XDM）」を中心に設計され、XMLドキュメントのノード（要素、属性、テキスト、コメント等）と原子値（文字列、数値、ブール値等）を一貫して扱います。言語的には、XPathのパス式・関数・演算子を拡張したもので、FLWOR式（For, Let, Where, Order by, Return）などの構文を使い、関数ベースの処理や再帰的な処理も可能です。

  • 宣言型・関数型寄り：処理の「何を取得するか」を記述するスタイル。
  • ノード指向：DOMのようなノード概念でXMLを扱う。
  • 型システム：XML Schema（XSD）に基づく型付けをサポート。
  • 副作用が基本的にない：データの読み取り・生成が中心。変更は別仕様（Update Facility）を使う。

歴史とバージョン

XQueryはW3C標準として段階的に進化してきました。主な節目は次のとおりです。

  • XQuery 1.0（W3C Recommendation, 2007年）：XPath 2.0と合わせた形で勧告化され、XMLクエリの基礎仕様となりました。
  • XQuery Update Facility 1.0（2011年に勧告化）：XQueryに対してノードの挿入・削除など更新を可能にする拡張仕様。
  • XQuery 3.0（2014年）：関数を第一級オブジェクトとして扱う、モジュール化、逐次処理向けの機能強化などを導入。
  • XQuery 3.1（2017年）：JSONサポート（map/array型・JSONシリアライズ等）や関数型プログラミング強化が追加され、XMLとJSONを横断する処理が容易になりました。

主要な構文と例（FLWOR、パス式、関数）

ここでは典型的なクエリの例を示します。サンプルXML（books.xml）を想定：

<books>
  <book id="b1">
    <title>A Tale of Two Cities</title>
    <author>Charles Dickens</author>
    <price>9.99</price>
  </book>
  <book id="b2">
    <title>Programming in XQuery</title>
    <author>A. Developer</author>
    <price>29.90</price>
  </book>
</books>

例：価格が10未満の書籍のタイトルをアルファベット順に取得（FLWOR）

for $b in doc("books.xml")/books/book
where xs:decimal($b/price) < 10
order by $b/title
return $b/title

パス式の例：ルートからauthorノードだけ取り出す場合

doc("books.xml")/books/book/author

関数の定義と使用（XQuery 3.0以降）

declare function local:discount($price as xs:decimal) as xs:decimal {
  round-half-to-even($price * 0.9, 2)
};

for $b in doc("books.xml")/books/book
return
  <book id="{data($b/@id)}">
    <title>{data($b/title)}</title>
    <discounted>{local:discount(xs:decimal($b/price))}</discounted>
  </book>

XQuery Data Model（XDM）と型システム

XDMはXQueryとXPathの基盤で、ノードと原子値を一貫して扱います。主なポイント：

  • ノードの種類：ドキュメントノード、要素ノード、属性ノード、テキストノード、コメント、処理命令など。
  • 原子値：xs:string、xs:integerなど、XML Schemaの型を継承。
  • シーケンス：XQueryでは結果は常に「シーケンス」で返る（0個以上の項目の並び）。
  • 型注釈：関数の引数・戻り値に型を付けることが可能で、型チェックを活用できる（実装による型チェックの強さは異なる）。

JSONサポートとXQuery 3.1の拡張

XQuery 3.1ではmap型、array型の導入、JSONのシリアライズ/パース関数が加わり、XMLだけでなくJSONを第一級に扱えるようになりました。これにより、XMLとJSONが混在する環境（Web APIやNoSQLと連携する場面）での利用がぐっと現実的になっています。

更新（Update）機能について

標準のXQueryは基本的に副作用を持たない（読み取り・生成）言語ですが、ノードの変更を行いたい場合は「XQuery Update Facility」という拡張仕様が提供されています。Update Facilityを使うと、insert、delete、replace、rename などで既存ドキュメントを変更できます。ただし、更新は実装や環境（データベース、トランザクション対応）に依存する要素が多い点に注意が必要です。

主な実装と運用例

代表的な実装例：

  • BaseX — 高速で軽量なXMLデータベース。XQuery 3.1をサポートし、REST/HTTP経由での利用が可能。
  • eXist-db — オープンソースのXMLデータベース。XQueryベースでWebアプリと連携しやすい。
  • Saxon（Saxonica） — XSLT/XPath/XQueryを実装する広く使われる製品。Saxon-HE/PE/EEのエディションにより機能差（Updateや商用サポートなど）。
  • その他 — 実験的プロジェクトや古い実装（例：Zorbaは活動が止まっている）など。

主な利用シーン：

  • XMLデータベースでの高速検索・集計。
  • XML文書の部分抽出や変換（レポーティングやデータ統合）。
  • Webサービスのレスポンス加工、ETL処理、AJAX/REST APIとの橋渡し（特にXQuery 3.1のJSONサポートで有利）。

SQLやXSLT、XPathとの比較

  • SQL：表形式データに最適化された宣言型言語。XMLの階層構造を直接表現するのは苦手。XMLDBではSQL/XMLやXQueryの両方が提供されることがある。
  • XSLT：XMLの変換に特化した言語。テンプレートとマッチングベースでの処理が得意。XQueryはクエリ／抽出に重きを置き、FLWORのような集合指向の記述が読みやすい場面がある。
  • XPath：XQueryの一部（パス式、関数）。XQueryはXPathを拡張し、完全なプログラミング的表現力を持つ。

実践的なコツとベストプラクティス

  • FLWORを適切に使う：for/letでデータを束ね、whereで絞り込み、order byで並び替え、returnで結果を生成する。処理の意図が明確に。
  • 関数とモジュール化：再利用可能な関数をdeclareしておくと可読性・保守性が向上。
  • 型を活用する：可能ならXSD型を使って早期にエラーを検出する。実装によっては型チェックが厳密で効率化にも寄与する。
  • 更新は慎重に：Update Facilityの操作はデータ整合性やトランザクションに注意。バックアップやトランザクション対応を確認する。
  • JSONとの連携：APIやフロントエンド連携でJSONを扱う場合はXQuery 3.1のmap/arrayとシリアライズ関数を利用すると効率的。

まとめ

XQueryはXMLを中心としたデータ操作で高い表現力を持つクエリ言語です。XPathを土台に、FLWORや関数、モジュール化、そしてXDMという一貫したデータモデルにより、複雑な階層データの検索・変換を簡潔に表現できます。XQuery 3.1でJSONサポートが加わったことで、XML/JSON混在環境でも有効に機能します。運用にあたっては実装ごとの機能差（Updateの有無、パフォーマンス、型チェックの厳密さ）を把握した上で選定・設計することが重要です。

参考文献

カテゴリー
IT
前の記事
アルフォンソ・ムーゾンのフュージョンを極める：必聴アルバムと聴きどころ完全ガイドNew!!
2025年11月22日
次の記事
ジャック・ディジョネット（Jack DeJohnette）のプロフィールと代表作：音楽的魅力と影響を徹底解説New!!
2025年11月22日