linuxのxmllintコマンドでXPathの動作確認を行う

2023年6月4日 xpath shell

サンプルドキュメント

linux の外部コマンド xmllint を用いて XPath のテストを行う。この記事は XPathの動作確認（Excel VBA編）の linux 編である。

図１のXMLドキュメントファイルをサンプルとする。
構造としては、Studentsの子要素にStudentが複数あり、さらにその子要素にIdとsubject別のScore要素がある。生徒・科目別の試験点数をイメージして作成したデータだ。

XPathの実装例

フルパス指定

# フルパス指定
$ xmllint --xpath "/Students/Student[1]/Id/text()" sample.xml
20200025

Studentの1番目を指定しているので、20200025 が出力される。 Students の子要素に Student は複数あるが、特に指定がなければ全ての Student に対する要素が出力される（この挙動はVBAの場合と異なる）。

＠で属性を指定

$ # 属性値を指定
$ xmllint --xpath "/Students/Student[1]/Score[@subject='Science Math']/text()" sample.xml
53
$ # 「//」でルートから検索１
$ xmllint --xpath "//Score[@subject='Science Math']/text()" sample.xml
53
66
30
$ # 「//」でルートから検索２　「*」ですべてのタグが対象
$ xmllint --xpath "//*[@subject='Science Math']/text()" sample.xml
53
66
30

subject属性が「Science Math」と一致する要素がヒットする。

containsの使い方

$ # containsの使い方１
$ xmllint --xpath "//Score[contains(@subject, 'Politics')]/text()" sample.xml
44
92
83
$ # containsの使い方２
$ xmllint --xpath "//Id[contains(text(),'202003')]/text()" sample.xml
20200359

「containsの使い方１」では属性に対して contains を適用、「containsの使い方２」ではテキストノードに対して適用している。
「containsの使い方１」では、subject属性に「Politics」という文字列が含まれるScore要素がヒットする。
「containsの使い方２」では、テキストノードに「202003」という文字列が含まれるID要素がヒットする。

position で要素の位置を指定

$ # 要素の位置を指定１
$ xmllint --xpath "//Score[contains(@subject, 'Lang')][position()=2]/text()" sample.xml
56
95
33
$ # 要素の位置を指定２
$ xmllint --xpath "//Score[contains(@subject, 'Lang')][2]/text()" sample.xml
56
95
33
$ # 要素の位置を指定３
$ xmllint --xpath "//Student[3]/Score[position()>=2][position()<3]/text()" sample.xml
30
33

「要素の位置を指定１」では、まずsubject属性値に文字列「Lang」が含まれる要素がヒットする。テストデータを見ればわかるが、６個の要素がヒットする。この６個のうち、positionで指定された２番目が最終的にヒットする。
「要素の位置を指定２」は「要素の位置を指定１」の省略形。
「要素の位置を指定３」では、まず３番目のStudent要素の子要素Scoreのうち、２番目以上の要素（図の赤色枠）がヒットする。その赤枠内での３番目未満の要素（図の青色枠）が最終的にヒットする。

sum, countの使い方

$ xmllint --xpath "//Student[sum(Score/text()) div count(Score) > 80]/Id/text()" sample.xml
20200186

当記事のテストデータは、生徒・科目別のテスト点数をイメージして作成したものだが、上記コードでは、平均点が８０点以上の生徒のIDが取得される。

まず、sum(Score/text())について。 Studentの子要素にはsubject別に５個のScore要素があり、さらに各Score要素のテキストノードに得点が表記されている。このテキストノードの値を全て集計している。
次に、count(Score)では、Studentの子要素Scoreの数をカウントしている。 div は除算を示す演算子だ。
結局、合計点数を科目数で割り算して平均値を算出し、計算結果が80以上のStudentを特定している。さらに、その特定されたStudentの子要素Idを取得している。

and, or の使い方

$ # and の使い方１
$ xmllint --xpath "//Student[Score[contains(@subject,'Physics') and text() >= 80]]/Id/text()" sample.xml
20200186
$ # and の使い方２
$ xmllint --xpath "//Student[2]/Score[position()>=3 and position()<5]/text()" sample.xml
95
87
$ # or の使い方
$ xmllint --xpath "//Id[contains(text(),'202001') or contains(text(),'202002')]/text()" sample.xml
20200186

「and の使い方１」では、物理（Physics）の点数が80点以上の生徒のIDが取得される。
「and の使い方２」では、2番目のStudent要素の子要素Scoreのうち、3番目以上5番目未満の要素が取得される。上で説明済みのpositionのコード例と比べてほしいが、Score[position()>=3 and position()<5] と Score[position()>=3][position()<5]では結果が異なることに注意。

following-sibling の使い方

$ xmllint --xpath "//Student[Id='20200359']/Score[3]/following-sibling::Score/text()" sample.xml
54
83
$ xmllint --xpath "//Student[Id='20200359']/Score[3]/following-sibling::Score[1]/text()" sample.xml
54
$ xmllint --xpath "//Student[Id='20200359']/Score[3]/following-sibling::Score[2]/text()" sample.xml
83

following-sibling は、基点より後にある兄弟要素を検索する。

//Student[Id='20200359']/Score[3]でヒットした要素を基点として、その後方の兄弟Score要素が検索される。なお、自分自身は含まれない。

following-sibling::Scoreの末尾に position 指定がない場合は、ヒットした要素グループの全ての要素が取得される。 position 指定がある場合は、基点から後方に向かって position 番目の要素が取得される。

preceding-sibling の使い方

$ xmllint --xpath "//Student[Id='20200359']/Score[3]/preceding-sibling::Score/text()" sample.xml
80
30
$ xmllint --xpath "//Student[Id='20200359']/Score[3]/preceding-sibling::Score[1]/text()" sample.xml
30
$ xmllint --xpath "//Student[Id='20200359']/Score[3]/preceding-sibling::Score[2]/text()" sample.xml
80

preceding-siblingは、基点より前にある兄弟要素を検索する。

//Student[Id='20200359']/Score[3]でヒットした要素を基点として、その前方の兄弟Score要素が検索される。なお、自分自身は含まれない。

preceding-sibling::Scoreの末尾に position 指定がない場合は、ヒットした要素グループの全ての要素が取得される。 position 指定がある場合は、基点から前方に向かって position 番目の要素が取得される。

参考サイト

XPathについて初心者の場合は、まず以下サイトでイメージをつかむことをお勧めする。
https://www.techscore.com/tech/XML/XPath/index.html/
https://qiita.com/rllllho/items/cb1187cec0fb17fc650a