XML Path Language (XPath(エックスパス)) は、マークアップ言語 XML に準拠した文書の特定の部分を指定する言語構文である。XPath自体は簡潔な構文 (式言語) であり、XMLベースのマークアップ言語ではない。標準化団体 W3C (World Wide Web Consortium) で開発され、1999年11月16日に XML Path Language (XPath) 1.0 が XSL Transformations (XSLT) 1.0 と同時に勧告として公表された。XPathは、XSLT と XSL-FO とともに XSL の構成要素である。2007年1月23日、W3C で XPath 1.0 の次期バージョンが制定され、XPath 2.0 が XSLT 2.0 と同時に勧告された。2014年4月8日に XPath 3.0、2017年3月21日に XPath 3.1 が勧告された。他に、XPathを拡張したようなものとして XQuery がある。

XPathは、XML文書中から必要な要素群(サブセット)を取り出す、などといった用途に使うものとして、急速に受け入れられていった。なお、もともとはXPathは、XSL (XSLT) と XPointer に共通する構文と振る舞いのモデルを目標としていた。

XSLTでは、XML文書内の処理対象などの指定に、XPathを使用する。一般に、XSLT処理系を実装するには、XPath処理系のライブラリなどを利用してXPathを取り扱う必要がある。

日本では日本工業規格(JIS)に、JIS X 4160 として XPath 1.0 の翻訳版がある。

## データモデル

XPathのデータモデルでは、XML文書はルートノードを頂点とするノードの木構造であり、以下の7種類のノードから構成される (参考: XML) 。

- ルートノード
- 要素ノード
- テキストノード
- 属性ノード
- 名前空間ノード
- 処理命令ノード
- コメントノード

## ロケーションパス

XPathで最も一般的な式は、ロケーションパスである。ロケーションパスにより、XML文書のあるノード(現在のコンテクストノード)を基準として、別のノードもしくは複数のノード(ノード集合)が指定される(指定されるノードが0個すなわち1個も存在しない場合もある)。

ロケーションパスは、1つまたは複数のロケーションステップの並びとして記述される。複数のロケーションステップでロケーションパスが記述される場合、各ロケーションステップは`/`により区切られる。

### ロケーションステップ

ロケーションパスを構成する各ロケーションステップは、次の3つの要素から構成される。

- 軸 (axis)
- ノードテスト(node test)
- 述語 (predicate)

ロケーションステップは次の2種類の構文を使って記述することができる。

### 省略構文

省略構文は簡潔な構文であり、よく使われる多くの既定値を使い省略してロケーションステップを記述することができる。

省略構文による簡単なロケーションパスの記述例を示す。

この例では、先頭が`/`となっている絶対パスであり、0個以上の`C`要素を選択する。
選択された`C`要素は`B`要素の子要素(child element)であり、その`B`要素は`A`要素の子要素であり、`A`要素はそのXML文書のルート要素である。

XPathの構文は、URI(Uniform Resource Identifier)の構文やファイルパスの構文に似せて、設計されている。

省略構文では、先の例より複雑な式を記述することもできる。ただし完全な構文と比べると記述能力は制限される。

- 既定の`child`軸以外にもいくつかの軸(`attribute`軸、`descendant-or-self`軸、`self`軸、`parent`軸)を指定することができる。
- 簡明なノード名による指定以外のノードテストを指定することができる。
- どのロケーションステップにも角括弧`[`と`]`を後ろにつけて述語を指定することができる。

少し複雑なロケーションパスの例を示す。

この例は、先頭が`/`となっていない相対パスであり、任意の名前の(`*`)最初の要素(`[1]`)を選択する。
選択された「最初の要素」は`B`要素の子要素(`/`)であり、その`B`要素は`A`要素の直接的または間接的な子要素(子孫要素、`//`)であり、その`A`要素は現在のコンテクストノードの子要素である。

省略構文の一覧と正式な定義については後の#完全な構文と省略構文の対応関係の節で示す。

### 完全な構文

完全な構文の一般式は以下の形となる。

先の#省略構文の節で示した2つの例を、省略しない完全な構文によって書き直すと次のようになる。

このように完全な構文で記述されたロケーションパスの各ロケーションステップにおいては、

- 軸を`child`や`descendant-or-self`のように明示的に指定する。
- 軸の指定に続けて`::`を記述し、さらにノードテストを`A`や`node()`、`*`のように記述する。
- 省略構文と同様に、ノードテストの指定に続けて角括弧`[`と`]`を後ろにつけて述語を指定することができる。

### 軸

ロケーションステップの軸の記述は、XML文書の木構造において、方向を指定する。XPath仕様で定義されている13種類の軸(#完全な構文)を示す。

省略構文で`attribute`軸を使う例を示す。

この例では、`href`属性ノードの集合を選択する。
選択された `href`属性ノードは、XML文書内のいずれかの`a`要素ノードに属している。

`self`軸は、後述する述語の中でその述語の直前のノードテストで選択されたノードを記述するためによく使われる。
例を示す。

この例では、カレントノードの子ノードであり、かつ内容のテキスト`'関連項目'`をもつ`h3`要素が選択される。

### ノードテスト

ロケーションステップのノードテストは、式もしくは特定のノード名によって記述される。
例えば、名前空間接頭辞`gs`が定義されているXML文書で、`//gs:enquiry`とノードテストが記述された場合、`gs`名前空間下の`enquiry`をノード名とする全てのノードの集合が、このノードテストの指定の対象となる。

ノードテストの書式を示す。

### 完全な構文と省略構文の対応関係

ロケーションステップの完全な構文と省略構文の対応関係を次に示す。

| 完全な構文 | 省略構文 | 説明 |
| --- | --- | --- |
| `child::` | (省略して何も書かない) | コンテクストノードの子ノード |
| `attribute::` | `@` | コンテクストノードが要素の場合、その属性ノード |
| `/descendant-or-self::node()/` | `//` | コンテクストノード自身とコンテクストノードの子孫ノード |
| `self::node()` | `.` | コンテクストノード自身 |
| `parent::node()` | `..` | コンテクストノードの親ノード |

### 述語

ロケーションステップでは、ノードテストの後に、角括弧でくくる述語で複雑な式を記述して、ノードテストで指定されたノード集合を絞り込むことができる。
ノード集合を絞り込む必要が無い場合は、述語は記述しない。

簡単な例を示す。

この例では、`[@href='help.php']`の部分が述語である。
このXPath式は、`href`属性をもち、かつその属性値が`'help.php'`である、全ての`a`要素ノードを指定する。

先の例では述語の数は1つであったが、ロケーションパスを構成するロケーションステップごとに、複数の述語を指定することができる。
すなわち、絞り込み条件を複数重ねて指定することができる。
指定できる述語の数に制限は無い。

述語は、その述語を含むロケーションステップのコンテクストを変更することは無い。
その直前のノードテストで指定されたノード集合がそのロケーションステップのコンテクストであり、述語が指定されることでコンテクストが変更されることは無い。

複雑な例を示す。

この例は、`a`要素の`target`属性の値を指定する。
ただし、このXPath式の最初のロケーションステップには3つの述語が記述されており、`a`要素のうち

- `a`要素の`href`属性の値が`'help.php'`であり、
- また、`a`要素の親要素の要素名が`div`であり、
- また、親要素(`div`)の`class`属性の値が`'header'`である、

`a`要素のみが、最初のロケーションステップの指定対象となる。
最終的には、最初のロケーションステップで絞り込まれて指定対象となった`a`要素の`target`属性が指定されることになる。

## データ型と演算子、関数

XPath 1.0 で規定されているデータ型と演算子、関数を説明する。

データ型は次の4種類が定義されている。

- ノード集合 (node-set; 順序づけられていないノードの集合)
- 文字列 (string)
- 数値 (number; 浮動小数点数)
- 論理型 (boolean)

### 演算子

| 演算子 | 備考 |
| --- | --- |
| `/` | 先述。 |
| `//` | 先述。 |
| `|` | 2つのノード集合の和集合のノード集合を返す。 |
| `and` | 論理積 |
| `or` | 論理和 |
| `+` | 足し算 |
| `-` | 引き算 |
| `*` | 掛け算 |
| `div` | IEEE 754に基づく割り算 |
| `mod` | 剰余 |
| `=` | 等価 |
| `!=` | 等価でない |
| `<` | 小なり |
| `<=` | 小なりまたは等価 |
| `>=` | 大なりまたは等価 |
| `>` | 大なり |

### 関数

#### 文字列を扱う関数

| 関数名 | 備考 |
| --- | --- |
| `concat` | 与えられた文字列を連結した文字列を返す。 |
| `substring` | 指定された範囲の部分文字列を返す。 |
| `contains` | 指定された文字列が部分文字列として含まれる場合に真値を返し、それ以外の場合に偽値を返す。 |
| `starts-with` | 指定された文字列が先頭の部分文字列である場合に真値を返し、それ以外の場合に偽値を返す。 |
| `ends-with` | 指定された文字列が末尾の部分文字列である場合に真値を返し、それ以外の場合に偽値を返す。 |
| `substring-before` | 指定された文字列よりも前にある部分文字列を返す。 |
| `substring-after` | 指定された文字列よりも後ろにある部分文字列を返す。 |
| `translate` |  |
| `normalize-space` |  |
| `string-length` | 文字列の長さを返す。 |

#### ノードの情報を扱う関数

| 関数名 | 備考 |
| --- | --- |
| `name` | 名前空間付きの要素名を返す。 |
| `local-name` | 名前空間なしの要素名を返す。 |
| `namespace-uri` | 名前空間のURIを返す。 |
| `position` |  |
| `last` |  |

#### データ型を変換する関数

比較的よく使われる関数については、次の節以降で少し詳しく述べる。
完全な定義は、W3Cの勧告(日本語訳)を参照。

XPathの式は、丸括弧の`(`と`)`で括りグループ化して評価順序を明記することができる。

述語には演算子を使った式を含めることができる。論理式 (論理値を返す式) は、 `and` 演算子や `or` 演算子でつなげることや、`not`関数の引数にすることができる。
文字列 (string) にはUnicodeの文字を含めることができる。
述語で演算子を使う例を示す。

- `//item[@price >= 2*@discount]`

この例では、`price` 属性の数値が `discount` 属性の数値の2倍以上である `item` 要素の集合を選択する。

演算子`|`は、述語の内部でも、述語の外部でも、ノード集合の和を求めるために使うことができる。述語の外部で`|`演算子を使う例を示す。

- `v[x or y] | w[z]`

この例では、一つのノード集合を返す。返されるノード集合は、処理中のコンテクストにおいて、子要素として `x` 要素もしくは `y` 要素をもつ `v` 要素の集合と、子要素として `z` 要素をもつ `w` 要素の集合の、和集合である。

## 例

次のXML文書でXPathを例示して説明する。

- `/document` : ルート要素 `document` を選択する。
- `/*` : 名前を限定せずにルート要素を選択する。この場合は同じく `document` が選択される(XML文書は必ず一つのルート要素をもつ)
- `/document/chapter` : `document` 要素の子要素である全ての `chapter` 要素を選択する。
- `/document/chapter[1]` : `document` 要素の子要素のうち1番目の `chapter` 要素を選択する。
- `//paragraph` : 文書内の全ての `paragraph` 要素を選択する。
- `//chapter[@title="第1章"]/paragraph` : `title` 属性の値が "第1章" である `chapter` 要素の子要素である全ての `paragraph` 要素を選択する。

## XPath 2.0

XPath 2.0 は2007年1月23日に標準化団体 W3C で勧告された。
XQuery 1.0 は XPath 2.0 の拡張である。
また XPath 2.0 は XSLT 2.0 でも採用されている。

XPath 2.0 仕様は、1.0 と比べて大規模になっており非常に多くの機能が規定されている。
そのうち特に重要な変更は、多様なデータ型を扱えるようになったことである。
XPath 2.0 では、スキーマ言語 XML Schema で規定されている組み込みのアトミックデータ型と、スキーマで定義されたユーザ定義型を、扱うことができる。
あらゆる値は、シーケンスとして扱われる。
一つの文字列値やノードは、シーケンスに含まれる要素の一つと位置づけられる。
XPath 1.0 のノード集合は、XPath 2.0 では何らかの順序をもつシーケンスに、置き換わる。
多様な型を扱うために、XPath 2.0 では関数と演算子が大幅に拡張される。

XPath 2.0 は XQuery 1.0 のサブセットとなっている。
XPath 2.0 は XQuery 1.0 の構文のパス式を構成する。
XQuery 1.0 の FLWOR と呼ばれる式においては、`for` 句の構成要素となる。

## XPath 3.0

2014年4月8日に XPath 3.0 が勧告された。XQuery 3.0 は XPath 3.0 の拡張である。

## 実装

### Java

`javax.xml.xpath` パッケージがあり、XPath 1.0 が実装されている。`XPathFactory.newInstance().newXPath()` にて、XPath のインスタンスを作ることができ、`XPath.evaluate()` にて XPath を評価できる。

### JavaScript

HTML ではなく、一般の XML に関しては、XMLHttpRequest を使うと DOM木を作ることができ、どちらに対しても XPath が使える。Internet Explorer の場合は、`XMLDomNode.selectNodes()` にて XPath が使える。Internet Explorer 以外のブラウザでは、DOM Level 3 XPath の仕様通り、`XPathEvaluator.evaluate()` にて、XPath が扱える。

現在では、ブラウザ標準で XPath が使えるが、2007年くらいまでは、JavaScript で実装した XPath が作られていて、 JavaScript-XPathやGoogle AJAXSLTなどが XPath を実装している。

### XSLT処理系

XSLTでもノードの指定に XPath を用いる。XSLT処理系には以下のようなものがある。