XMLで同じ要素が複数ある場合の扱い方｜書き方とアクセス方法を解説

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XMLで同じ要素が複数あるのは普通のこと

XMLファイルを扱っていると、同じタグ名の要素が何度も出てくることがありますよね。

例えば、複数の本の情報を管理するXMLファイルなら、<book>というタグが何冊分も繰り返し登場します。これは全く問題なく、むしろXMLの基本的な使い方なんです。

この記事では、同じ要素が複数あるXMLの書き方、読み取り方、そして各プログラミング言語での扱い方を詳しく解説していきますね。

同じ要素を複数持つXMLの基本構造

まず、基本的なXMLの書き方を見てみましょう。

基本例：書籍リスト

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<library>
    <book>
        <title>吾輩は猫である</title>
        <author>夏目漱石</author>
        <year>1905</year>
    </book>
    <book>
        <title>人間失格</title>
        <author>太宰治</author>
        <year>1948</year>
    </book>
    <book>
        <title>こころ</title>
        <author>夏目漱石</author>
        <year>1914</year>
    </book>
</library>

この例では、<book>という要素が3回繰り返されています。それぞれの<book>要素の中に、タイトル、著者、出版年の情報が含まれていますね。

親要素と子要素の関係

XMLでは、要素の階層構造が重要です。

階層構造の説明：

  • <library>：親要素（ルート要素）
  • <book>：子要素（複数存在する）
  • <title>、<author>、<year>：<book>の子要素

親要素の中に同じ子要素を複数配置することで、リスト構造やコレクションを表現できます。

同じ要素が複数ある場合の書き方ルール

ルール1：親要素で囲む

複数の同じ要素は、必ず親要素で囲みましょう。

良い例：

<users>
    <user>
        <name>田中太郎</name>
        <email>tanaka@example.com</email>
    </user>
    <user>
        <name>佐藤花子</name>
        <email>sato@example.com</email>
    </user>
</users>

悪い例（ルート要素が複数）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<user>
    <name>田中太郎</name>
</user>
<user>
    <name>佐藤花子</name>
</user>

XMLファイルは必ず1つのルート要素を持つ必要があります。複数のルート要素は許可されていません。

ルール2：順序は意味を持つ

XML内の要素の順序は保持されます。最初に書いた要素が最初の要素として扱われるんです。

<playlist>
    <song>曲A</song>  <!-- 1番目 -->
    <song>曲B</song>  <!-- 2番目 -->
    <song>曲C</song>  <!-- 3番目 -->
</playlist>

この順序を変えると、意味が変わる場合があります。

ルール3：要素名は統一する

同じ種類のデータには、同じ要素名を使いましょう。

良い例：

<products>
    <product>商品A</product>
    <product>商品B</product>
    <product>商品C</product>
</products>

悪い例（要素名がバラバラ）：

<products>
    <product>商品A</product>
    <item>商品B</item>
    <goods>商品C</goods>
</products>

要素名が統一されていないと、プログラムで処理する時に困難になります。

実用的なXMLの例

例1：社員リスト

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<company>
    <employee id="001">
        <name>山田太郎</name>
        <department>営業部</department>
        <position>課長</position>
        <salary>500000</salary>
    </employee>
    <employee id="002">
        <name>鈴木花子</name>
        <department>開発部</department>
        <position>主任</position>
        <salary>450000</salary>
    </employee>
    <employee id="003">
        <name>佐藤次郎</name>
        <department>営業部</department>
        <position>係長</position>
        <salary>400000</salary>
    </employee>
</company>

この例では、idという属性を使って各社員を識別できるようにしています。

例2：商品カタログ

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<catalog>
    <product category="electronics">
        <name>ノートパソコン</name>
        <price>120000</price>
        <stock>15</stock>
        <tags>
            <tag>PC</tag>
            <tag>モバイル</tag>
            <tag>仕事用</tag>
        </tags>
    </product>
    <product category="electronics">
        <name>ワイヤレスマウス</name>
        <price>3000</price>
        <stock>50</stock>
        <tags>
            <tag>PC周辺機器</tag>
            <tag>無線</tag>
        </tags>
    </product>
    <product category="books">
        <name>プログラミング入門</name>
        <price>2800</price>
        <stock>20</stock>
        <tags>
            <tag>技術書</tag>
            <tag>初心者向け</tag>
        </tags>
    </product>
</catalog>

この例では、<product>要素の中にさらに<tag>という繰り返し要素が含まれていますね。このように、階層的に繰り返し要素を配置することも可能です。

プログラムで同じ要素を扱う方法

実際のアプリケーション開発では、XMLファイルを読み込んで処理する必要があります。主要なプログラミング言語での方法を見ていきましょう。

Pythonでの読み取り方法

Pythonでは、xml.etree.ElementTreeという標準ライブラリを使います。

基本的な読み取り：

import xml.etree.ElementTree as ET

# XMLファイルを読み込む
tree = ET.parse('books.xml')
root = tree.getroot()

# 同じ要素をすべて取得
for book in root.findall('book'):
    title = book.find('title').text
    author = book.find('author').text
    print(f'タイトル: {title}, 著者: {author}')

findall()メソッドを使うと、同じ名前の要素をすべて取得できます。

特定の条件で絞り込む：

# 特定の著者の本だけを取得
for book in root.findall('book'):
    author = book.find('author').text
    if author == '夏目漱石':
        title = book.find('title').text
        print(f'タイトル: {title}')

JavaScriptでの読み取り方法

JavaScriptでは、DOMParserを使ってXMLを解析します。

基本的な読み取り：

// XMLテキストをパース
const parser = new DOMParser();
const xmlDoc = parser.parseFromString(xmlText, "text/xml");

// 同じ要素をすべて取得
const books = xmlDoc.getElementsByTagName("book");

for (let i = 0; i < books.length; i++) {
    const title = books[i].getElementsByTagName("title")[0].textContent;
    const author = books[i].getElementsByTagName("author")[0].textContent;
    console.log(`タイトル: ${title}, 著者: ${author}`);
}

配列に変換して扱いやすくする：

const books = Array.from(xmlDoc.getElementsByTagName("book"));

books.forEach(book => {
    const title = book.getElementsByTagName("title")[0].textContent;
    const author = book.getElementsByTagName("author")[0].textContent;
    console.log(`タイトル: ${title}, 著者: ${author}`);
});

PHPでの読み取り方法

PHPでは、SimpleXMLを使うと簡単に扱えます。

基本的な読み取り：

<?php
// XMLファイルを読み込む
$xml = simplexml_load_file('books.xml');

// 同じ要素をすべて取得
foreach ($xml->book as $book) {
    $title = $book->title;
    $author = $book->author;
    echo "タイトル: {$title}, 著者: {$author}\n";
}
?>

XPathを使った高度な検索：

<?php
$xml = simplexml_load_file('books.xml');

// XPathで特定の著者の本を検索
$books = $xml->xpath('//book[author="夏目漱石"]');

foreach ($books as $book) {
    echo $book->title . "\n";
}
?>

Javaでの読み取り方法

Javaでは、DOM APIを使います。

基本的な読み取り：

import javax.xml.parsers.*;
import org.w3c.dom.*;

public class XMLReader {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // XMLファイルを読み込む
        DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
        DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();
        Document doc = builder.parse("books.xml");

        // 同じ要素をすべて取得
        NodeList books = doc.getElementsByTagName("book");

        for (int i = 0; i < books.getLength(); i++) {
            Element book = (Element) books.item(i);
            String title = book.getElementsByTagName("title").item(0).getTextContent();
            String author = book.getElementsByTagName("author").item(0).getTextContent();
            System.out.println("タイトル: " + title + ", 著者: " + author);
        }
    }
}

XPathを使った高度な要素の取得

XPath（XML Path Language）は、XML内の要素を柔軟に指定できる言語です。

XPathの基本構文

すべての要素を取得：

//book

特定の条件に一致する要素を取得：

//book[author='夏目漱石']

n番目の要素を取得：

//book[1]  <!-- 最初の要素 -->
//book[2]  <!-- 2番目の要素 -->
//book[last()]  <!-- 最後の要素 -->

属性で絞り込む：

//product[@category='electronics']

Pythonでのxpath使用例

import xml.etree.ElementTree as ET

tree = ET.parse('catalog.xml')
root = tree.getroot()

# XPathで特定のカテゴリの商品を取得
electronics = root.findall(".//product[@category='electronics']")

for product in electronics:
    name = product.find('name').text
    price = product.find('price').text
    print(f'商品名: {name}, 価格: {price}円')

同じ要素を持つXMLの作成方法

プログラムから動的にXMLを生成する場合の方法も見ておきましょう。

Pythonでの生成

import xml.etree.ElementTree as ET

# ルート要素を作成
library = ET.Element('library')

# 複数のbook要素を追加
books_data = [
    {'title': '吾輩は猫である', 'author': '夏目漱石', 'year': '1905'},
    {'title': '人間失格', 'author': '太宰治', 'year': '1948'},
    {'title': 'こころ', 'author': '夏目漱石', 'year': '1914'}
]

for book_data in books_data:
    book = ET.SubElement(library, 'book')

    title = ET.SubElement(book, 'title')
    title.text = book_data['title']

    author = ET.SubElement(book, 'author')
    author.text = book_data['author']

    year = ET.SubElement(book, 'year')
    year.text = book_data['year']

# XMLとして出力
tree = ET.ElementTree(library)
tree.write('output.xml', encoding='utf-8', xml_declaration=True)

JavaScriptでの生成

// 新しいXML文書を作成
const doc = document.implementation.createDocument(null, "library");
const library = doc.documentElement;

const booksData = [
    {title: '吾輩は猫である', author: '夏目漱石', year: '1905'},
    {title: '人間失格', author: '太宰治', year: '1948'},
    {title: 'こころ', author: '夏目漱石', year: '1914'}
];

booksData.forEach(bookData => {
    const book = doc.createElement("book");

    const title = doc.createElement("title");
    title.textContent = bookData.title;
    book.appendChild(title);

    const author = doc.createElement("author");
    author.textContent = bookData.author;
    book.appendChild(author);

    const year = doc.createElement("year");
    year.textContent = bookData.year;
    book.appendChild(year);

    library.appendChild(book);
});

// XMLテキストとして取得
const serializer = new XMLSerializer();
const xmlString = serializer.serializeToString(doc);
console.log(xmlString);

よくある疑問と解決方法

Q1：同じ要素は何個まで持てる？

技術的には制限はありません。ただし、あまりに大量の要素を持つと、パース時のメモリ使用量が増えたり、処理速度が遅くなったりします。

数千から数万程度なら問題ありませんが、数十万を超える場合は、XMLではなくデータベースの使用を検討しましょう。

Q2：要素の順序を保持する必要がある？

はい、XMLでは要素の順序は意味を持ちます。ファイルに書かれた順序がそのまま維持されます。

順序が重要でない場合は、属性を使って識別情報を持たせると良いでしょう。

Q3：空の要素を複数持つことはできる？

可能です。ただし、意味があるかどうかを考える必要があります。

<items>
    <item></item>
    <item>データあり</item>
    <item></item>
</items>

空の要素が意味を持つ場合もありますが、通常はデータのある要素だけを含めるのが一般的です。

パフォーマンスに関する注意点

大量の同じ要素を扱う時の最適化

1. ストリーム処理を使う

大量の要素がある場合、すべてをメモリに読み込むのではなく、ストリーム処理を使いましょう。

Pythonの例（iterparse）：

import xml.etree.ElementTree as ET

# ストリーム処理で大きなファイルを扱う
for event, elem in ET.iterparse('large_file.xml', events=('end',)):
    if elem.tag == 'book':
        title = elem.find('title').text
        print(title)
        # メモリ解放
        elem.clear()

2. 必要な要素だけを取得

すべての子要素を取得するのではなく、必要な要素だけを取得することで処理速度が向上します。

# 効率的な方法
title = book.find('title').text

# 非効率な方法
all_children = list(book)
title = all_children[0].text

まとめ

XMLで同じ要素を複数持つことは、データのリストやコレクションを表現する標準的な方法です。

重要なポイント：

  • 同じ要素は親要素で囲む
  • 要素の順序は保持される
  • 要素名は統一する
  • 各プログラミング言語で読み取り方法が異なる
  • XPathを使えば柔軟な要素取得が可能
  • 大量の要素を扱う時はストリーム処理を検討

基本構造：

<親要素>
    <子要素>データ1</子要素>
    <子要素>データ2</子要素>
    <子要素>データ3</子要素>
</親要素>

XMLの繰り返し要素を正しく理解することで、設定ファイル、データ交換フォーマット、API通信など、様々な場面で活用できるようになります。最初は複雑に感じるかもしれませんが、基本パターンを押さえれば扱いやすくなりますよ。

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