XPath 2.0 完全ガイド：基礎から実践、移行と最適化まで
エバープレイ編集部はじめに — XPath 2.0 がもたらした変化
XPath 2.0 は W3C によって標準化された XML パス式言語の主要な改訂版で、XPath 1.0 に比べて表現力・型システム・データモデルの面で大きく拡張されました。XPath 2.0 は単なる位置指定言語から、XQuery/XSLT と共通の強力な式言語へと進化し、XML Schema と統合された型付き操作、シーケンス（順序付き項目集合）などを導入しました。本稿では XPath 2.0 のコア概念、実務での活用法、注意点、移行手順や代表的実装例までを詳述します。
XPath 2.0 の基盤：XQuery and XPath Data Model（XDM）
XPath 2.0 は XDM（XQuery and XPath Data Model）をデータモデルとして採用します。XDM の主要ポイントは次の通りです。
- アイテム（item）：ノード（要素、属性、テキスト、コメント等）またはアトミック値（xs:string や xs:integer など）を指します。
- シーケンス（sequence）：0 個以上のアイテムを順序付きで並べたもの。XPath 1.0 の「ノードセット」は順序が保証されない集合でしたが、XPath 2.0 では常に順序付きシーケンスです。
- XML Schema 型の統合：アトミック型や複合型が XML Schema と連動して扱え、静的／動的な型チェックを行うことが可能です（スキーマ認識モード）。
主要な拡張機能（表現力の向上）
XPath 2.0 では式言語としての機能が大幅に増え、複雑な処理が単一の XPath 式で記述可能になりました。代表的な拡張は次のとおりです。
- シーケンス演算：複数の戻り値を持てるため、関数や式が複数のアイテムを返せます。例えば (1, 2, 3) や (/root/element, 'foo') のような組み合わせ。
- データ型とキャスト：
cast as、castable asによる厳密な型変換が利用できます（例：xs:integer('42')や$x cast as xs:date）。 - 新しい式構造：
if-then-else、for/let（XQuery由来の反復・束縛）、some/every（量化子）、typeswitch等により、条件分岐や反復・型分岐が可能になりました。 - 関数ライブラリの拡張：正規表現を扱う
matches()、replace()、tokenize()、シーケンス操作関数、ノード操作関数などが豊富に用意されています。 - 比較演算と意味の明確化：一般比較（
=等）と値比較（eq等）が区別され、シーケンス間の比較ルールが定義されています。
シーケンスと比較のルール
XPath 2.0 の重要な理解点は「シーケンスの扱い」です。シーケンスは順序を持ち、比較や算術演算、関数の引数や戻り値で多用されます。比較に関しては次の区別が重要です。
- 一般比較（general comparison）：
=、<等。左右のシーケンス中の任意の組合せで成立すれば true（存在量化）。 - 値比較（value comparison）：
eq、lt等。単一のアトミック値同士で意味を持ち、序数比較や等値比較を厳しく行う。 - ノード同一性：ノードの同一性判定には
is（ノードアイデンティティ）を使うことができます。
型システムとスキーマ認識
XPath 2.0 は XML Schema（XSD）の型体系と強く結びついています。スキーマ認識モードの環境では、パーサやプロセッサが入力 XML を検査して型情報を付与し、式の静的型検査や最適化に活用します。メリットは：
- 静的チェックで早期エラー検出が可能
- 型に基づく最適化（例：数値演算が確定している場合の高速化）
- 厳密なキャストにより意図しない文字列操作の防止
ただしスキーマ認識はプロセッサ側が XML Schema を読み込んでいる必要があり、実行時環境に依存します。
代表的な関数・演算子の紹介
XPath 2.0 では標準関数群（fn: 名前空間）が拡充されており、日付や文字列、シーケンス操作、ノード操作のための豊富なツールがあります。主なものを列挙します。
- 文字列・正規表現：
matches()、replace()、tokenize() - シーケンス操作：
count()、subsequence()、distinct-values() - 論理・存在チェック：
exists()、empty() - 型・キャスト：
cast/castable、number()、string() - ノード操作：
name()、local-name()、namespace-uri()
XPath 1.0 からの互換性と差分
XPath 2.0 は概念的に XPath 1.0 を拡張する形ですが、完全な後方互換とは異なる箇所もあります。主な差分は：
- 戻り値が常にシーケンスであること（ノードセットではない）
- 比較の意味が明確化（一般比較 vs 値比較）
- 関数や演算子のオーバーロードと新規関数の追加
- スキーマ認識と静的型チェックの導入
既存の XPath 1.0 式を XPath 2.0 に持ち込む際は多くの場合はそのまま動作しますが、シーケンス化に伴う評価順や比較結果が異なるケースに注意が必要です。
実装例とサポート状況
ブラウザ標準の DOM XPath（document.evaluate 等）は主に XPath 1.0 をサポートしており、クライアントサイドで直接 XPath 2.0 を使うことはできません。サーバやライブラリとしては次のような実装・ツールがあります。
- Saxon（Java / .NET）：XPath 2.0/3.0/3.1 をサポートする代表的プロセッサ（Saxon-HE で XPath 2.0 の多くが利用可能）
- BaseX：XQuery 3.1 をサポートする XML DB（XPath 機能も利用可能）
- eXist-db：XML DB / XQuery 実装。XPath/XQuery 機能を提供
実務では Saxon を組み込むか、XQuery 対応の XML DB を利用して XPath 2.0 の恩恵を受けることが多いです。
実例：典型的な XPath 2.0 式
いくつかの簡単な例で違いを確認します。
- if-then-else の例：
if (/root/count > 10) then 'many' else 'few' - for とシーケンス：
for $x in /items/item return concat($x/name, ' (', $x/price, ')') - 正規表現：
tokenize('a,b,,c', ',') - 型キャスト：
$s cast as xs:integer
パフォーマンスと最適化のヒント
XPath 2.0 の強力さは式の複雑化を招きます。実行速度とメモリ利用に関しては以下に注意してください。
- 不要なシーケンス生成を避ける：巨大なノードセットやシーケンスを中間で生成するとメモリを圧迫します。必要な範囲でフィルタリングやスライス（
subsequence()）を行いましょう。 - スキーマ認識は静的解析の恩恵がありますが、スキーマ処理そのもののコストが発生します。用途に応じて有効化を検討してください。
- プロセッサ依存の最適化を利用：Saxon などは最適化オプションやストリーミング処理（XSLT/XQuery 側の機能）を持っているためドキュメントを参照してください。
実務での利用ケース
XPath 2.0 は次のような場面で特に有効です。
- 複雑な XML 抽出と変換を、軽量な式で記述したい場合（XQuery を使うほど重くないが、XPath 1.0 では表現できない処理に対応）
- XML Schema に基づく型安全な処理やバリデーションと連動したクエリ
- サーバサイドでのデータ統合や XML ベースの ETL 処理
移行時のチェックリスト
既存の XPath 1.0 式を 2.0 に移行する際、次の点を確認してください。
- 比較演算子の意味：
=とeqの挙動差を理解しているか。 - 順序・シーケンスの扱いが結果に影響を与えていないか。
- スキーマ依存の処理を導入するか否か（スキーマ未提供だと型推論が限定される）。
- プロセッサのサポート状況（Saxon 等のライブラリ導入が必要かどうか）。
注意点と限界
XPath 2.0 は強力ですが、いくつかの現実的制約があります。
- ブラウザの標準 API は XPath 1.0 に限られるため、クライアントで直接 2.0 を使うのは現実的でない。
- XPath 3.x 系（3.0 / 3.1）ではマップや配列、JSON サポートなどが追加されており、新規プロジェクトでは 3.1 の採用を検討する価値がある。
- 実装差（関数の有無や最適化の違い）が存在するため、移植性確保のためにプロセッサのドキュメントを参照することが重要。
まとめ
XPath 2.0 は XML の問い合わせ言語として大幅に進化し、型安全性、表現力、関数群の拡張により XQuery/XSLT と同等の強力な式記述が可能になりました。実務での採用にはランタイムのサポート確認やスキーマ運用の整備が必要ですが、適切に用いれば XML 処理の生産性と安全性を大きく向上させます。なお、新しい要件（JSON 連携やマップ／配列操作）がある場合は XPath/XQuery 3.1 の採用も視野に入れてください。
参考文献
- W3C: XPath 2.0 Specification
- W3C: XQuery and XPath Data Model (XDM) — 最新仕様
- W3C: XPath and XQuery Functions and Operators
- Saxonica Documentation (Saxon) — XPath/XQuery/XSLT 実装ドキュメント
- MDN Web Docs: Document.evaluate — ブラウザの XPath サポート
- BaseX — XML Database & XQuery Processor
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