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初心者向けyaml-cppガイド：C++でのYAML操作入門

はじめに：なぜC++でYAMLを扱うのか？

現代のソフトウェア開発において、設定ファイル、データ交換フォーマット、ログファイルなど、様々な場面でデータを扱う必要が出てきます。これらのデータを人間が読み書きしやすく、かつプログラムからも容易に処理できる形式で保存したいというニーズは非常に高いです。

その中で注目を集めているのが YAML (YAML Ain’t Markup Language) です。YAMLはその名の通り、最初は「Yet Another Markup Language」と名付けられましたが、その思想がデータ表現に重点を置いていることから、後に再帰的な略語である「YAML Ain’t Markup Language」と呼ばれるようになりました。JSONやXMLと比較して、YAMLはより人間が読み書きしやすい構文を持つことが特徴です。特に、インデントによる構造表現は、Pythonなどの言語に慣れた方には馴染みやすいでしょう。

YAMLの主な特徴:

• 人間が読みやすい: シンプルな構文とインデントによる構造表現で、直感的に理解できます。
• 表現力: スカラー（文字列、数値、真偽値など）、シーケンス（リスト/配列）、マッピング（辞書/連想配列）といった基本的なデータ構造を表現できます。
• 言語非依存: 多くのプログラミング言語でパーサーが提供されており、異なる言語間でのデータ交換に適しています。
• コメントが使える: 設定ファイルなどでは特に重要です。

では、なぜC++でYAMLを扱う必要があるのでしょうか？

C++は高性能が求められるアプリケーション、システムプログラミング、ゲーム開発、組み込みシステムなど、様々な分野で利用されています。これらのアプリケーションにおいて、設定情報の読み込み、外部データとの連携、セーブデータの保存など、YAMLが非常に有用な役割を果たす場面が多くあります。

しかし、C++標準ライブラリにはYAMLを直接扱う機能はありません。そのため、外部のライブラリを利用する必要があります。C++で利用できるYAMLライブラリはいくつか存在しますが、その中でも広く使われており、比較的高機能で扱いやすいのが yaml-cpp です。

yaml-cppとは？

yaml-cppは、C++でYAMLデータの解析（読み込み）と生成（書き出し）を行うためのライブラリです。MITライセンスで提供されており、商用・非商用問わず自由に利用できます。

yaml-cppの主な特徴:

• YAML 1.2をサポート: YAMLの比較的新しい仕様に対応しています。
• 例外安全性: エラー発生時にはC++の例外機構を利用します。
• 直感的: C++の標準コンテナ（std::vector, std::mapなど）やストリーム (std::cout, std::fstream) と連携しやすく設計されています。
• ノードベースのAPI: YAML構造をツリー状のノード (YAML::Node) として表現し、このノードを通じてデータの読み書きを行います。このAPIは柔軟性が高く、動的な構造を持つYAMLデータも扱いやすいです。
• カスタム型のシリアライズ/デシリアライズ: 独自のデータ型をYAMLと相互に変換するための仕組みが用意されています。

この記事は、C++プログラミングの基本的な知識（変数、関数、クラス、標準ライブラリの基本的なコンテナなど）がある方を対象としています。yaml-cppを初めて使う方が、YAMLファイルの読み込み、データの生成、ファイルへの書き出しといった基本的な操作を習得し、さらにカスタム型の扱いなど、より実践的な内容に進めることを目指します。yaml-cppを使ったC++でのYAML操作の世界へ、一緒に踏み出しましょう。

yaml-cppの準備：インストールとセットアップ

yaml-cppを使うための最初のステップは、ライブラリの準備です。yaml-cppはヘッダーオンリーライブラリとしても利用できますが、いくつかの機能（特にローダー）はコンパイル済みのライブラリファイルが必要になります。ここでは、一般的なインストール方法と、CMakeを使ったビルド方法を紹介します。

インストール方法

最も簡単なのは、お使いのOSのパッケージマネージャーを利用する方法です。

• Debian/Ubuntu (Linux):
  bash
sudo apt update
sudo apt install libyaml-cpp-dev

• Fedora (Linux):
  bash
sudo dnf install yaml-cpp-devel

• macOS (Homebrew):
  bash
brew install yaml-cpp

• Windows (vcpkg):
  まずvcpkgをセットアップします。その後：
  bash
vcpkg install yaml-cpp:x64-windows # 64-bit Windowsの場合

これらの方法でインストールした場合、ヘッダーファイルとライブラリファイルがシステムの標準的なインクルードパス/ライブラリパスに配置されるため、後述のコンパイルが容易になります。

ソースコードからのビルド (CMake)

特定のバージョンを使いたい場合や、システムパッケージが利用できない場合は、ソースコードからビルドすることも可能です。yaml-cppはCMakeビルドシステムを採用しています。

1. ソースコードの取得:
   GitHubからソースコードをクローンするか、リリースページからアーカイブをダウンロードします。
   bash
git clone https://github.com/jbeder/yaml-cpp.git
cd yaml-cpp

2. ビルドディレクトリの作成とCMakeの実行:
   ソースディレクトリとは別にビルドディレクトリを作成するのが一般的です。
   bash
mkdir build
cd build
cmake .. # .. はソースディレクトリを指します
   CMakeの実行時に、インストール先などを指定できます。例えば、cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/path/to/install のようにします。

3. ビルドとインストール:
   CMakeがMakefile (Linux/macOS) やプロジェクトファイル (Windows) を生成したら、ビルドツールを使ってコンパイルします。
   bash
make # または nmake / MSBuild (Windows)
sudo make install # システムディレクトリにインストールする場合。管理者権限が必要。
make install を実行しない場合でも、ビルドディレクトリ内のライブラリファイルやヘッダーファイルを使って開発を進めることは可能です。その際は、コンパイル時にインクルードパスとライブラリパスを適切に指定する必要があります。

プロジェクトでの利用とコンパイル方法

yaml-cppをインストールしたら、C++プロジェクトから利用できるようになります。コンパイラ（g++, clang++, MSVCなど）を使ってコンパイルする際には、yaml-cppのヘッダーファイルとライブラリファイルを指定する必要があります。

CMakeを使ったプロジェクトの場合:

CMakeを使うのが最も推奨される方法です。yaml-cppはCMakeの find_package() に対応しています。

CMakeLists.txt の例：
“`cmake
cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
project(MyYamlApp)

yaml-cpp を見つける

find_package(yaml-cpp REQUIRED)

実行可能ファイルを追加

add_executable(myapp main.cpp)

yaml-cpp ライブラリにリンク

target_link_libraries(myapp PRIVATE yaml-cpp)
“`
この設定を行えば、CMakeがyaml-cppのヘッダーとライブラリを自動的に見つけてくれるため、コンパイラオプションを自分で指定する必要がなくなります。

手動でのコンパイル (g++/clang++):

CMakeを使わない場合は、コンパイラオプションでインクルードパス (-I) とライブラリパス (-L)、そしてリンクするライブラリ (-l) を指定します。

bash
g++ main.cpp -o myapp -I/usr/local/include -L/usr/local/lib -lyaml-cpp
/usr/local/include や /usr/local/lib は、yaml-cppをインストールした場所に合わせて変更してください。

最初のプログラム：「Hello, YAML!」

yaml-cppが正しくセットアップできたかを確認するために、簡単なプログラムを作成してみましょう。YAMLデータを作成してコンソールに出力するだけのプログラムです。

main.cpp:
“`cpp

include

include

int main() {
// YAML::Node オブジェクトを作成
YAML::Node config;

// スカラー値を設定
config["name"] = "yaml-cpp example";
config["version"] = 1.0;
config["enabled"] = true;
config["pi"] = 3.14159;

// シーケンス（リスト）を設定
config["servers"].push_back("host1.example.com");
config["servers"].push_back("host2.example.com");

// マッピング（辞書）を設定
config["database"]["host"] = "db.example.com";
config["database"]["port"] = 5432;
config["database"]["username"] = "admin";

// 作成したYAML::Nodeを標準出力に出力
// YAML::Emitter を使ってNodeをYAML形式に変換
YAML::Emitter emitter;
emitter << config;

// 出力結果を表示
std::cout << emitter.c_str() << std::endl;

return 0;

}
“`

このコードをコンパイルして実行します。

“`bash

CMakeを使っている場合 (ビルドディレクトリで)

cmake ..

make

./myapp

手動コンパイルの場合 (yaml-cppが/usr/localにインストールされているとして)

g++ main.cpp -o myapp -I/usr/local/include -L/usr/local/lib -lyaml-cpp

./myapp

“`

成功すれば、以下のようなYAML形式の出力が表示されるはずです（出力の形式はyaml-cppのバージョンによって多少異なることがあります）。

yaml
name: yaml-cpp example
version: 1
enabled: true
pi: 3.14159
servers:
- host1.example.com
- host2.example.com
database:
host: db.example.com
port: 5432
username: admin
（注：数値は通常インテグラル型として表現されますが、piのように浮動小数点数も扱えます。ブーリアンはtrue/falseになります。）

これで、yaml-cppのセットアップが完了し、基本的なYAMLデータの生成と出力ができるようになりました。次のセクションでは、YAMLの基本的な構造と、yaml-cppがそれをどのように表現するかを見ていきます。

YAMLの基本的な構造とyaml-cppでの表現

YAMLは、主に以下の3つの基本的なデータ構造で構成されます。yaml-cppはこれらを YAML::Node という単一のクラスで表現します。

1. スカラー (Scalars):
   単一の値です。文字列、数値（整数、浮動小数点数）、真偽値 (true/false)、nullなどを表現します。クォートは不要な場合が多いですが、特殊な文字を含む場合や、数値に見える文字列などはクォートが必要です。
   yaml
name: Alice # 文字列
age: 30 # 整数
height: 1.75 # 浮動小数点数
isStudent: true # 真偽値
description: null # null値
   yaml-cppでは、YAML::Node をスカラー値として取得・設定できます。

2. シーケンス (Sequences):
   値のリストまたは配列です。各要素はハイフン (-) で始まります。
   “`yaml
   fruits:

   • Apple
   • Banana
   • Cherry
     ``
yaml-cppでは、YAML::Nodeをシーケンスとして扱い、要素にインデックスでアクセスしたり、イテレーターを使って走査したりできます。push_back()` で要素を追加することも可能です。

3. マッピング (Mappings):
   キーと値のペアの集合です。辞書や連想配列に相当します。キーと値はコロン (:) で区切られます。キーは通常文字列ですが、他のスカラー型も利用可能です。
   yaml
person:
name: Bob
age: 25
city: London
   yaml-cppでは、YAML::Node をマッピングとして扱い、キーを使って値にアクセスしたり、イテレーターを使ってキー-値ペアを走査したりできます。[] 演算子を使って要素を追加・変更できます。

YAMLの構造におけるインデントの重要性:

YAMLでは、構造の階層はインデントによって表現されます。同じレベルの要素は同じインデントを持ちます。インデントにはスペースのみを使用し、タブは使用しないのが慣例です（タブの使用は多くのパーサーでエラーの原因となります）。

“`yaml

これはトップレベルのマッピングです

application:
name: My App # nameはapplicationの下の要素
version: 2.0 # versionもapplicationの下の要素

# featuresはapplicationの下のシーケンス
features:
– name: Feature A # Feature Aはfeaturesの下の要素
status: enabled # statusはFeature Aの下の要素
– name: Feature B # Feature Bもfeaturesの下の要素
status: disabled
“`

yaml-cppでは、インデントはライブラリが自動的に処理するため、手動で調整する必要はありません。ノードの構造を正しく構築すれば、適切なインデントで出力されます。

コメント (#):

YAMLでは、 # 記号以降の行末までがコメントとして扱われます。
“`yaml

これはコメントです

database:
host: localhost # データベースのホスト名
“`
yaml-cppはデフォルトではコメントをパース時に破棄します。コメントを維持したい場合は、別途設定や特別な処理が必要になる場合があります（yaml-cppの標準APIでは直接コメントの読み書きはサポートされていません）。

YAML::Node クラス:

yaml-cppにおけるYAMLデータの中心的な概念は YAML::Node クラスです。このクラスは、前述のスカラー、シーケンス、マッピングのいずれをも表現できます。YAML::Node は値を保持するだけでなく、子ノードへの参照を保持することで、YAMLドキュメント全体のツリー構造を構築します。

YAML::Node は非常に柔軟です。
* 最初は「未定義 (Undefined)」な状態です。
* スカラー値を代入すると、スカラーノードになります。
cpp
YAML::Node node; // Undefined
node = "hello"; // Scalar (string)
node = 123; // Scalar (int)
* push_back() を使うと、シーケンスノードになります。
cpp
YAML::Node node; // Undefined
node.push_back("item1"); // Sequence
node.push_back("item2");
* [] 演算子を使うと、マッピングノードになります。
cpp
YAML::Node node; // Undefined
node["key1"] = "value1"; // Map
node["key2"] = 456;
* これらの操作は組み合わせることで、ネストした構造を簡単に構築できます。
cpp
YAML::Node config;
config["servers"].push_back("host1"); // config becomes Map, servers becomes Sequence
config["servers"].push_back("host2");
config["database"]["host"] = "localhost"; // config remains Map, database becomes Map

ノードが現在どの種類のデータを持っているかは、Type() メンバ関数で判定できます。

“`cpp
YAML::Node node;
std::cout << “Initial type: ” << node.Type() << std::endl; // Prints Type::Undefined

node = “scalar value”;
std::cout << “After assignment: ” << node.Type() << std::endl; // Prints Type::Scalar

node = YAML::Node(); // Reset to Undefined state

node[“key”] = “value”;
std::cout << “After []: ” << node.Type() << std::endl; // Prints Type::Map

node = YAML::Node(); // Reset

node.push_back(“item”);
std::cout << “After push_back: ” << node.Type() << std::endl; // Prints Type::Sequence
``YAML::Node::Typeは以下の列挙型です：
*Undefined: まだ何も保持していない状態。
*Null: YAMLのnull値を保持している状態。
*Scalar: スカラー値を保持している状態。
*Sequence: シーケンス（リスト）を保持している状態。
*Map`: マッピング（辞書）を保持している状態。

この YAML::Node クラスの柔軟性と Type() による判定が、yaml-cppを使ってYAMLデータを扱う上での鍵となります。次のセクションでは、この YAML::Node を使って既存のYAMLファイルを読み込む方法を詳しく見ていきます。

YAMLファイルの読み込み (Loading YAML Files)

yaml-cppを使って既存のYAMLファイルを読み込むのは非常に簡単です。YAML::LoadFile() 関数を使用します。この関数はファイルパスを文字列で受け取り、パースした結果を YAML::Node オブジェクトとして返します。

YAML::LoadFile() を使った基本的な読み込み

まず、読み込むためのYAMLファイルを用意します。例えば、以下のような config.yaml というファイルがあるとします。

“`yaml

Application Configuration

app:
name: MyApp
version: 1.0
description: “A simple configuration file.”

database:
enabled: true
host: localhost
port: 5432
credentials:
username: admin
password: “secure_password_123” # パスワードに特殊文字が含まれる可能性があるのでクォート

servers:
– host: server1.example.com
ip: 192.168.1.10
– host: server2.example.com
ip: 192.168.1.11
– host: server3.example.com
ip: 192.168.1.12

timeout: 30 # seconds
log_level: info
“`

このファイルを読み込むC++コードは以下のようになります。

“`cpp

include

include

include

int main() {
try {
// YAMLファイルを読み込む
YAML::Node config = YAML::LoadFile(“config.yaml”);

    // 読み込みが成功したか確認（Nodeの型がUndefinedでないかなどで判定可能）
    if (!config.IsDefined()) {
        std::cerr << "Error: Could not load config.yaml or file is empty." << std::endl;
        return 1;
    }

    // トップレベルのキーにアクセス
    if (config["app"].IsDefined()) {
        std::cout << "App Name: " << config["app"]["name"].as<std::string>() << std::endl;
        std::cout << "App Version: " << config["app"]["version"].as<double>() << std::endl; // バージョンは数値として取得
        std::cout << "App Description: " << config["app"]["description"].as<std::string>() << std::endl;
    }

    // データベース設定にアクセス
    if (config["database"].IsDefined() && config["database"].IsMap()) {
        const YAML::Node& db_node = config["database"]; // 定数参照を使うことでコピーを防ぐ

        std::cout << "Database Enabled: " << db_node["enabled"].as<bool>() << std::endl;
        std::cout << "Database Host: " << db_node["host"].as<std::string>() << std::endl;
        std::cout << "Database Port: " << db_node["port"].as<int>() << std::endl;

        if (db_node["credentials"].IsDefined() && db_node["credentials"].IsMap()) {
            const YAML::Node& cred_node = db_node["credentials"];
            std::cout << "Database Username: " << cred_node["username"].as<std::string>() << std::endl;
            std::cout << "Database Password: " << cred_node["password"].as<std::string>() << std::endl;
        }
    }

    // サーバーリストにアクセス
    if (config["servers"].IsDefined() && config["servers"].IsSequence()) {
        const YAML::Node& servers_node = config["servers"];
        std::cout << "Servers:" << std::endl;
        for (std::size_t i = 0; i < servers_node.size(); ++i) {
             const YAML::Node& server = servers_node[i]; // シーケンス要素にインデックスでアクセス
             std::cout << "  - Host: " << server["host"].as<std::string>()
                       << ", IP: " << server["ip"].as<std::string>() << std::endl;
        }
        // 範囲ベースforループも使用可能
        /*
        for (const auto& server : servers_node) {
             std::cout << "  - Host: " << server["host"].as<std::string>()
                       << ", IP: " << server["ip"].as<std::string>() << std::endl;
        }
        */
    }

    // その他のスカラー値にアクセス
    std::cout << "Timeout: " << config["timeout"].as<int>() << " seconds" << std::endl;
    std::cout << "Log Level: " << config["log_level"].as<std::string>() << std::endl;

} catch (const YAML::BadFile& e) {
    std::cerr << "Error loading file: " << e.what() << std::endl;
    return 1;
} catch (const YAML::ParserException& e) {
    std::cerr << "Error parsing YAML: " << e.what() << std::endl;
    return 1;
} catch (const YAML::InvalidNode& e) {
    std::cerr << "Error accessing node: " << e.what() << std::endl;
    return 1;
} catch (const YAML::RepresentationException& e) {
    std::cerr << "Error converting node value: " << e.what() << std::endl;
    return 1;
} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << "An unexpected error occurred: " << e.what() << std::endl;
    return 1;
}

return 0;

}
“`

YAML::Node の種類判定とアクセス

上記の例で重要なのは、YAML::Node の種類を判定し、適切にアクセスしている点です。

• ノードが存在するか？: node.IsDefined() または単に if (node) を使います。存在しないキーにアクセスした場合（例: config["non_existent_key"]）、デフォルトでは Undefined なノードが返されます。このノードに対して .as<>() を呼び出すと例外が発生します。そのため、アクセスする前に存在チェックをするか、例外処理で対応するのが安全です。
• ノードの種類は？: node.Type() メンバ関数を使います。返される YAML::Node::Type 列挙型には Undefined, Null, Scalar, Sequence, Map があります。
  • node.IsScalar(): スカラーか？
  • node.IsSequence(): シーケンスか？
  • node.IsMap(): マッピングか？
  • node.IsNull(): nullか？
• スカラー値の取得: node.as<T>() テンプレート関数を使います。T には std::string, int, double, bool などの型を指定します。yaml-cppは可能な範囲で型変換を行います（例: "123" を int に変換、"true" を bool に変換）。変換が不可能な場合、YAML::RepresentationException がスローされます。デフォルト値を指定することも可能です: node.as<T>(defaultValue). この場合、ノードが定義されていないか、nullの場合にデフォルト値が返され、例外はスローされません。
  cpp
int timeout = config["timeout"].as<int>(60); // timeoutがなければ60を使う
• シーケンス要素へのアクセス: node[index] (例: servers_node[0]) またはイテレーターを使います。インデックスは std::size_t 型で、0から始まります。範囲外のインデックスにアクセスすると例外が発生します。node.size() で要素数を取得できます。イテレーターは node.begin() と node.end() で取得し、標準ライブラリのコンテナと同様に扱えます。
• マッピング要素へのアクセス: node[key] (例: config["app"], db_node["host"]) またはイテレーターを使います。キーは通常 std::string 型で指定します。存在しないキーにアクセスした場合、デフォルトでは Undefined なノードが作成されます（読み込み時にはこれは通常起こりません。読み込み時には存在しないキーに [] でアクセスすると Undefined が返され、その返された Undefined ノードに対して何か操作しようとすると例外が発生します）。
  マッピングのイテレーターは、std::pair<YAML::Node, YAML::Node> (キーと値) を指します。
  cpp
for (auto it = config["database"].begin(); it != config["database"].end(); ++it) {
std::cout << " Key: " << it->first.as<std::string>()
<< ", Value Type: " << it->second.Type() << std::endl;
}
// または範囲ベースforループ
for (const auto& pair : config["database"]) {
std::cout << " Key: " << pair.first.as<std::string>()
<< ", Value Type: " << pair.second.Type() << std::endl;
}

エラーハンドリング

YAMLのパースやデータの取得時には様々なエラーが発生する可能性があります。yaml-cppはこれらのエラーをC++の例外として通知します。主要な例外クラスは以下の通りです：

• YAML::BadFile: 指定されたファイルが見つからない、開けないなどのファイル関連のエラー。
• YAML::ParserException: YAML構文に誤りがあるなど、パース中のエラー。
• YAML::InvalidNode: 無効なノードにアクセスしようとしたり、未定義ノードに操作を行おうとしたりした場合（例: 未定義ノードに対して .as<>() を呼び出す）。
• YAML::RepresentationException: ノードの値を指定した型に変換できなかった場合（例: "abc" を int に変換しようとする）。

これらの例外を捕捉することで、堅牢なプログラムを作成できます。try...catch ブロックを適切に使用しましょう。特に YAML::LoadFile() や .as<>(), [], [] (シーケンスのインデックスアクセス) などの操作は例外をスローする可能性があります。

複数のYAMLドキュメントの読み込み

一つのYAMLファイル内に複数のドキュメントを含めることも可能です。各ドキュメントは --- で区切られます。

“`yaml

Document 1

name: Doc 1
value: 100

---

Document 2

name: Doc 2
items:
– A
– B
“`

このようなファイルを読み込むには、YAML::LoadAllFromFile() 関数を使用します。この関数は YAML::Node の std::vector を返します。

“`cpp

include

include

include

include

int main() {
try {
std::vector documents = YAML::LoadAllFromFile(“multi_doc.yaml”);

    std::cout << "Loaded " << documents.size() << " documents." << std::endl;

    for (std::size_t i = 0; i < documents.size(); ++i) {
        std::cout << "--- Document " << i + 1 << " ---" << std::endl;
        const YAML::Node& doc = documents[i];

        if (doc["name"].IsDefined()) {
            std::cout << "Name: " << doc["name"].as<std::string>() << std::endl;
        }

        if (doc["value"].IsDefined()) {
             std::cout << "Value: " << doc["value"].as<int>() << std::endl;
        }

        if (doc["items"].IsDefined() && doc["items"].IsSequence()) {
            std::cout << "Items:" << std::endl;
            for (const auto& item : doc["items"]) {
                std::cout << "  - " << item.as<std::string>() << std::endl;
            }
        }
    }

} catch (const YAML::BadFile& e) {
    std::cerr << "Error loading file: " << e.what() << std::endl;
    return 1;
} catch (const YAML::ParserException& e) {
    std::cerr << "Error parsing YAML: " << e.what() << std::endl;
    return 1;
} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << "An unexpected error occurred: " << e.what() << std::endl;
    return 1;
}

return 0;

}
“`
このように、yaml-cppを使えば、ファイルからの読み込み、ノードの操作、データへのアクセスが比較的容易に行えます。エラー処理を忘れずに行うことで、より堅牢なアプリケーションを構築できます。

YAMLデータの生成 (Generating YAML Data)

yaml-cppを使ってC++のデータからYAML形式のデータを作成し、ファイルやストリームに書き出す方法を見ていきましょう。YAMLデータの生成も、読み込みと同様に YAML::Node オブジェクトを中心に進めます。

YAML::Node オブジェクトの作成と構築

新しい YAML::Node オブジェクトは、初期状態では Undefined です。値を代入したり、要素を追加したりすることで、スカラー、シーケンス、またはマッピングのノードに変化します。

1. スカラーノードの作成:
C++の基本的な型を代入するだけで、スカラーノードが作成されます。
cpp
YAML::Node scalar_str = "Hello, YAML!"; // 文字列スカラー
YAML::Node scalar_int = 123; // 整数スカラー
YAML::Node scalar_double = 3.14; // 浮動小数点数スカラー
YAML::Node scalar_bool = true; // 真偽値スカラー
YAML::Node scalar_null; // 未定義ノード
scalar_null = YAML::Null(); // nullノードを明示的に作成

2. シーケンスノードの作成:
push_back() メンバ関数を使って要素を追加すると、ノードはシーケンスになります。
cpp
YAML::Node sequence; // Undefined
sequence.push_back("Apple"); // Sequence
sequence.push_back("Banana");
sequence.push_back(123); // シーケンスには異なる型の要素を含めることができます
push_back() は追加された要素の YAML::Node への参照を返します。これを利用して、ネストした構造を一度に構築できます。
cpp
YAML::Node nested_sequence;
nested_sequence.push_back("item1"); // [ "item1" ]
nested_sequence.push_back(YAML::Node()); // [ "item1", Undefined ]
nested_sequence[1].push_back("sub-item-A"); // [ "item1", [ "sub-item-A" ] ]
nested_sequence[1].push_back("sub-item-B"); // [ "item1", [ "sub-item-A", "sub-item-B" ] ]

3. マッピングノードの作成:
[] 演算子を使ってキーを指定し、値を代入すると、ノードはマッピングになります。キーには通常文字列を使いますが、他のスカラー型も可能です。
cpp
YAML::Node map; // Undefined
map["name"] = "Configuration"; // Map
map["version"] = 1.0;
map["enabled"] = true;
[] 演算子も、アクセスしたキーに対応する YAML::Node (存在しない場合は新しく作成される Undefined ノード) への参照を返します。これを利用して、ネストした構造を構築できます。
“`cpp
YAML::Node config; // Undefined

// config[“database”] にアクセスすると、configはMapになり、databaseはUndefinedになる
// そのUndefinedなdatabaseノードに[“host”]を代入すると、databaseはMapになる
config[“database”][“host”] = “localhost”; // config: Map, database: Map, host: Scalar
config[“database”][“port”] = 5432; // config: Map, database: Map, port: Scalar

// config[“servers”] にアクセスすると、serversはUndefinedになる
// そのUndefinedなserversノードにpush_backすると、serversはSequenceになる
config[“servers”].push_back(“server1”); // config: Map, servers: Sequence
config[“servers”].push_back(“server2”); // config: Map, servers: Sequence

// serversシーケンスの最初の要素にアクセスし、それがUndefinedなのでMapにして値を代入
config[“servers”][0][“ip”] = “192.168.1.10”; // Error! servers[0] is already Scalar (“server1”).
// 上記は “server1” (Scalar) に対して [“ip”] (Mapアクセス) しようとしているため、例外が発生します。
// 正しい構造を作るには、あらかじめMapとしてノードを作成し、それをシーケンスに追加する必要があります。

// 正しいネストしたマッピングを含むシーケンスの作成
YAML::Node config_correct;
config_correct[“servers”].push_back(YAML::Node()); // シーケンスにUndefinedな要素を追加
config_correct[“servers”][0][“host”] = “server1.example.com”; // その要素をMapにして値を設定
config_correct[“servers”][0][“ip”] = “192.168.1.10”;

config_correct[“servers”].push_back(YAML::Node()); // 2つ目の要素を追加
config_correct[“servers”][1][“host”] = “server2.example.com”;
config_correct[“servers”][1][“ip”] = “192.168.1.11”;
``YAML::Nodeを構築する際には、その時点でのノードの型に合った操作を行う必要があります。間違った操作（例: スカラーノードに対する[]やpush_back`）は例外を発生させます。

YAML::Emitter を使ったYAML形式への出力

作成した YAML::Node オブジェクトを実際のYAML形式の文字列に変換するには、YAML::Emitter クラスを使用します。Emitter はストリームライクなインターフェースを持っており、<< 演算子を使って YAML::Node を渡します。

“`cpp

include

include

include // ファイル出力用

int main() {
YAML::Node config;
config[“greeting”] = “Hello”;
config[“list”].push_back(1);
config[“list”].push_back(2);
config[“nested”][“key”] = “value”;

// Emitterを作成
YAML::Emitter emitter;

// EmitterにNodeを渡す
emitter << config;

// 出力結果を文字列として取得 (emitter.c_str())
std::cout << "--- Output to console ---" << std::endl;
std::cout << emitter.c_str() << std::endl;
std::cout << "-------------------------" << std::endl;

// ファイルに出力
std::ofstream fout("output.yaml");
if (fout.is_open()) {
    fout << emitter.c_str(); // emitter.c_str() は C-style string
    fout.close();
    std::cout << "YAML output saved to output.yaml" << std::endl;
} else {
    std::cerr << "Error: Could not open output.yaml for writing." << std::endl;
    return 1;
}

return 0;

}
このコードを実行すると、`output.yaml` ファイルが生成され、内容は以下のようになるはずです。yaml
greeting: Hello
list:
– 1
– 2
nested:
key: value
“`

YAML::Emitter はいくつかのオプションを設定することで、出力形式を制御できます。

“`cpp
YAML::Node data;
data[“numbers”].push_back(1);
data[“numbers”].push_back(2);
data[“numbers”].push_back(3);
data[“person”][“name”] = “Alice”;
data[“person”][“age”] = 30;

YAML::Emitter emitter;
// Options:
emitter << YAML::BeginMap; // 明示的にトップレベルをマッピングとして開始
emitter << YAML::Key << “data”; // キー “data”
emitter << YAML::Value << data; // 値として上記のNodeを挿入
emitter << YAML::EndMap; // トップレベルマッピング終了

std::cout << “Compact style:” << std::endl;
std::cout << emitter.c_str() << std::endl;
// 出力: {data: {numbers: [1, 2, 3], person: {name: Alice, age: 30}}} (インデントなし、コンパクトな形式)

// 新しいEmitterを作成して別のスタイルで出力
YAML::Emitter pretty_emitter;
pretty_emitter << YAML::BeginMap;
pretty_emitter << YAML::Key << “data”;
pretty_emitter << YAML::Value << data;
pretty_emitter << YAML::EndMap;

pretty_emitter.SetIndent(4); // インデント幅を4スペースに設定
pretty_emitter.SetSeqFormat(YAML::Block); // シーケンスをブロック形式で出力 (デフォルト)
pretty_emitter.SetMapFormat(YAML::Block); // マッピングをブロック形式で出力 (デフォルト)
// pretty_emitter.SetSeqFormat(YAML::Flow); // シーケンスをフロー形式 ([1, 2, 3]) で出力
// pretty_emitter.SetMapFormat(YAML::Flow); // マッピングをフロー形式 ({key: value}) で出力

std::cout << “\nPretty style:” << std::endl;
std::cout << pretty_emitter.c_str() << std::endl;
// 出力: (インデント4スペース)
// data:
// numbers:
// – 1
// – 2
// – 3
// person:
// name: Alice
// age: 30

``SetIndent()、SetSeqFormat()、SetMapFormat()などの関数を使って、出力のレイアウトをカスタマイズできます。YAML::Blockはデフォルトのインデントを使った形式、YAML::Flowは[…]や{…}` を使ったコンパクトな形式です。

YAML::Emitter は一度使用すると状態がリセットされないため、異なるYAMLデータを連続して出力したい場合は、新しい YAML::Emitter オブジェクトを作成するのが最も簡単です。

コメントの扱い

前述したように、yaml-cppの標準的な読み込み・書き込み機能はコメントを直接サポートしていません。パース時にコメントは破棄され、生成時にはコメントを挿入するための直接的なAPIはありません。コメントを含めたい場合は、YAMLを文字列として構築するなどの代替手段を検討する必要があるでしょう。しかし、通常は設定ファイルなど、人が読み書きすることが重要なファイルの場合にコメントが必要になりますが、yaml-cppはデータ交換フォーマットとしての側面を重視しているため、コメントの扱いは限定的です。

YAMLデータの生成は、基本的にC++のコンテナを操作する感覚で YAML::Node を構築し、最後に YAML::Emitter を使ってシリアライズするという流れになります。ネストした構造を誤った型の操作で構築しようとすると例外が発生するため、注意が必要です。

より高度なトピック

これまでの基本的な読み書きに加え、yaml-cppにはさらに便利な機能や考慮すべき点があります。ここでは、カスタム型のシリアライズ/デシリアライズ、エイリアス、タグ、そしてより詳細なイテレーターの使い方について解説します。

カスタム型のシリアライズ/デシリアライズ

これはyaml-cppの非常に強力な機能の一つです。C++で定義した構造体やクラスのオブジェクトと、YAMLノードとの間で自動的に相互変換（シリアライズとデシリアライズ）を行うための仕組みを提供します。これを利用すると、設定値をC++のデータ構造に直接読み込んだり、プログラム内のデータをYAML形式で保存したりするのが非常に容易になります。

yaml-cppは、特定のオーバーロードされた演算子を見つけることで、カスタム型と YAML::Node の間の変換を行います。

1. デシリアライズ (YAML -> カスタム型):
カスタム型 T のオブジェクトにYAMLノードの値を読み込むには、operator >> (const YAML::Node&, T&) を定義します。

2. シリアライズ (カスタム型 -> YAML):
カスタム型のオブジェクトからYAMLノードを生成するには、operator << (YAML::Emitter&, const T&) を定義します。

例として、簡単な Person 構造体をYAMLとの間で相互変換できるようにしてみましょう。

“`cpp

include

include

include

// 変換したいカスタム型
struct Person {
std::string name;
int age;
std::vector hobbies;
};

// デシリアライズ: YAML::Node -> Person
namespace YAML {
template<>
struct convert {
static bool decode(const YAML::Node& node, Person& person) {
// ノードがMapでない場合は変換失敗
if (!node.IsMap()) {
return false;
}

        // 各メンバにアクセスし、存在チェックと型変換を行う
        // as<T>() の第二引数でデフォルト値を指定すると、存在しない場合も例外にならない
        person.name = node["name"].as<std::string>("N/A"); // 名前がない場合は"N/A"
        person.age = node["age"].as<int>(0);              // 年齢がない場合は0

        // hobbies (シーケンス) の変換
        if (node["hobbies"].IsDefined() && node["hobbies"].IsSequence()) {
            // シーケンスの各要素をstringとして取得し、hobbiesベクトルに追加
            person.hobbies = node["hobbies"].as<std::vector<std::string>>();
            // または手動でループ
            /*
            for (const auto& hobby_node : node["hobbies"]) {
                person.hobbies.push_back(hobby_node.as<std::string>());
            }
            */
        } else {
             // hobbiesがない、またはSequenceでない場合は空のベクトル
             person.hobbies.clear();
        }

        return true; // 変換成功
    }
};

} // namespace YAML

// シリアライズ: Person -> YAML::Node
// Note: 構造体からYAML::Nodeを作成する場合、operator >> よりも operator << (Emitter) を定義するのが一般的
// Emitterへの << 演算子を定義する方が、出力形式の制御が容易
namespace YAML {
template<>
struct convert {
static Node encode(const Person& person) {
Node node;
node[“name”] = person.name;
node[“age”] = person.age;
node[“hobbies”] = person.hobbies; // std::vector も yaml-cpp がデフォルトで変換してくれる

        return node;
    }
};

} // namespace YAML

// 上記の convert 特殊化はどちらか一方、または両方定義できます。
// Emitterへの << 演算子を定義するには、グローバルスコープで定義するのが一般的です。
YAML::Emitter& operator << (YAML::Emitter& out, const Person& person) {
out << YAML::BeginMap;
out << YAML::Key << “name”;
out << YAML::Value << person.name;
out << YAML::Key << “age”;
out << YAML::Value << person.age;
out << YAML::Key << “hobbies”;
// 標準コンテナは << 演算子でそのまま出力可能
out << person.hobbies;
out << YAML::EndMap;
return out;
}

int main() {
// — デシリアライズの例 —
std::string yaml_string = R”(
name: Alice
age: 30
hobbies:
– Reading
– Hiking
)”; // R”(…)” はRaw文字列リテラル

try {
    YAML::Node node = YAML::Load(yaml_string); // 文字列から直接ロード

    Person alice;
    // node.as<Person>() を呼び出すと、convert<Person>::decode が呼ばれる
    alice = node.as<Person>();

    std::cout << "--- Deserialization ---" << std::endl;
    std::cout << "Name: " << alice.name << std::endl;
    std::cout << "Age: " << alice.age << std::endl;
    std::cout << "Hobbies:";
    for (const auto& hobby : alice.hobbies) {
        std::cout << " " << hobby;
    }
    std::cout << std::endl;

} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << "Deserialization error: " << e.what() << std::endl;
}

std::cout << std::endl;

// --- シリアライズの例 ---
Person bob;
bob.name = "Bob";
bob.age = 25;
bob.hobbies = {"Gaming", "Cooking"};

try {
    YAML::Emitter emitter;
    // << bob を呼び出すと、グローバルスコープの operator << (Emitter&, const Person&) が呼ばれる
    emitter << bob;

    std::cout << "--- Serialization ---" << std::endl;
    std::cout << emitter.c_str() << std::endl;

} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << "Serialization error: " << e.what() << std::endl;
}


// --- convert<Person>::encode を使用する別の方法（Emitterを使わない場合） ---
try {
     Person charlie;
     charlie.name = "Charlie";
     charlie.age = 35;
     charlie.hobbies = {"Photography"};

     // convert<Person>::encode を呼び出してYAML::Nodeを作成
     YAML::Node charlie_node = YAML::convert<Person>::encode(charlie);

     YAML::Emitter emitter2;
     emitter2 << charlie_node;

     std::cout << "\n--- Serialization (using encode) ---" << std::endl;
     std::cout << emitter2.c_str() << std::endl;

} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << "Serialization error (using encode): " << e.what() << std::endl;
}


return 0;

}
``YAML::convertの特殊化を定義する方法は、yaml-cppが提供する推奨の方法です。decode関数はYAMLノードからカスタム型への変換、encode関数はカスタム型からYAMLノードへの変換を行います。as()を呼び出すとdecodeが、YAML::Node node = obj;のような代入やemitter << obj;のような出力を行うと、encodeまたはグローバルスコープのoperator<<(Emitter&, const T&)が呼ばれます。Emitterへの<<` 演算子オーバーロードの方が、Emitterのフォーマット設定などを利用できるため、より柔軟な出力が可能です。どちらを使うかはプロジェクトの要件によりますが、カスタム型をYAMLに出力する場合はEmitterへのオーバーロードが一般的です。

デシリアライズ (decode) の実装では、ノードの存在チェック (IsDefined()) や型チェック (IsMap(), IsSequence()) を行うことで、入力YAMLが期待する構造と異なっていてもクラッシュせず、安全に処理を進めることができます。

エイリアスとアンカー (&, *, <<)

YAMLはデータ構造内で繰り返し出現する部分を、アンカー (&) で定義し、エイリアス (*) で参照する機能を持っています。また、マッピングを結合するためにマージキー (<<) も使用できます。

“`yaml

エイリアスとアンカーの例

default_settings: &defaults # アンカー &defaults でこのマッピングを定義
timeout: 30
log_level: info

server1:
name: Web Server
<<: defaults # エイリアス defaults で default_settings をマージ

server2:
name: Database Server
<<: *defaults
log_level: debug # マージ後に一部を上書き可能
“`

yaml-cppはこれらのアンカー、エイリアス、マージキーをパース時に適切に処理し、最終的な YAML::Node オブジェクトとしては、展開された（またはマージされた）データ構造として表現します。つまり、読み込み後の YAML::Node からは、エイリアスやマージキーの存在を意識せずにデータにアクセスできます。

“`cpp

include

include

int main() {
std::string yaml_with_alias = R”(
default_settings: &defaults
timeout: 30
log_level: info

server1:
name: Web Server
<<: *defaults

server2:
name: Database Server
<<: *defaults
log_level: debug
)”;

try {
    YAML::Node config = YAML::Load(yaml_with_alias);

    // server1 にアクセス
    std::cout << "Server 1 Name: " << config["server1"]["name"].as<std::string>() << std::endl;
    // default_settingsからマージされた値にアクセス
    std::cout << "Server 1 Timeout: " << config["server1"]["timeout"].as<int>() << std::endl;
    std::cout << "Server 1 Log Level: " << config["server1"]["log_level"].as<std::string>() << std::endl;

    std::cout << std::endl;

    // server2 にアクセス
    std::cout << "Server 2 Name: " << config["server2"]["name"].as<std::string>() << std::endl;
    // マージされた値にアクセス
    std::cout << "Server 2 Timeout: " << config["server2"]["timeout"].as<int>() << std::endl;
    // マージ後に上書きされた値にアクセス
    std::cout << "Server 2 Log Level: " << config["server2"]["log_level"].as<std::string>() << std::endl;

} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
}

return 0;

}
“`
yaml-cppが出力時にアンカーやエイリアスを生成するかどうかは、Emitterの設定やデータの構造に依存します。デフォルトでは、繰り返し出現する同じ構造を持つノードに対して自動的にアンカーとエイリアスを生成することがあります。

タグ (!!str, !!int など)

YAMLは、各ノードが持つデータの型を示すためのタグをサポートしています。標準的なタグ（例: !!str, !!int, !!bool, !!float, !!map, !!seq, !!null）はYAML仕様で定義されており、yaml-cppはこれらを認識してC++の対応する型に変換します。独自のタグを定義することも可能です。

yaml
explicit_string: !!str "123" # これは数値ではなく文字列として解釈される
explicit_int: !!int 456
custom_object: !!my_app.Person # カスタムタグ
name: David
age: 40
yaml-cppは、組み込みタグについては .as<>() で適切な型に変換しようとします。カスタムタグについては、デフォルトでは文字列として扱われることが多いですが、カスタム型のシリアライズ/デシリアライズ機能 (YAML::convert) を拡張することで、特定のタグを持つノードをカスタム型に自動的にマッピングさせることができます。

yaml-cppでのタグの扱いはやや高度なトピックであり、通常の設定ファイルの読み書きではあまり意識する必要はありませんが、特定のデータ構造や型情報をYAMLで厳密に表現したい場合に重要になります。

イテレーターの詳細な使い方

YAML::Node がシーケンスまたはマッピングの場合、begin() と end() メンバ関数を使ってイテレーターを取得できます。標準コンテナのイテレーターと同様に、++ で次の要素に進み、* や -> で現在の要素にアクセスします。

• シーケンスのイテレーター:
  要素自体である YAML::Node を指します。
  “`cpp
  YAML::Node seq_node;
  seq_node.push_back(“one”);
  seq_node.push_back(“two”);
  seq_node.push_back(“three”);

  for (auto it = seq_node.begin(); it != seq_node.end(); ++it) {
  // *it または it-> は YAML::Node です
  std::cout << “Item: ” << it->as() << std::endl;
  }
  // 範囲ベースforループがより推奨される
  for (const auto& item : seq_node) {
  std::cout << “Item: ” << item.as() << std::endl;
  }
  “`

• マッピングのイテレーター:
  std::pair<YAML::Node, YAML::Node> を指します。pairの first がキーノード、second が値ノードです。
  “`cpp
  YAML::Node map_node;
  map_node[“key1”] = “value1”;
  map_node[“key2”] = 123;

  for (auto it = map_node.begin(); it != map_node.end(); ++it) {
  // it->first はキーノード, it->second は値ノード
  std::cout << “Key: ” << it->first.as()
  << “, Value: ” << it->second.as() << std::endl; // 値を文字列として取得
  }
  // 範囲ベースforループ
  for (const auto& pair : map_node) {
  std::cout << “Key: ” << pair.first.as()
  << “, Value Type: ” << pair.second.Type() << std::endl;
  }
  “`
  イテレーターは、シーケンスやマッピングのすべての要素を走査したい場合に便利です。特にマッピングの場合、キーが事前にわからない場合にすべてのキー-値ペアを処理するのに役立ちます。

例外処理の詳細

前述しましたが、yaml-cppはエラー時に例外を使用します。開発時にはこれらの例外を捕捉し、適切なエラーメッセージを表示したり、代替処理を行ったりすることが重要です。

例えば、ファイル読み込み、パース、型変換、ノードアクセスなど、yaml-cppの多くの操作は例外をスローする可能性があります。

“`cpp
try {
// ファイル読み込みで BadFile, ParserException
YAML::Node config = YAML::LoadFile(“non_existent_file.yaml”);

// 存在しないキーへのアクセスで InvalidNode
// config["non_existent_key"].as<std::string>(); // 例外発生ポイント

// 型変換の失敗で RepresentationException
// config["timeout"].as<bool>(); // timeoutが整数なら例外

// シーケンスの範囲外アクセスで InvalidNode
// config["servers"][100].as<std::string>(); // serversに100個要素がない場合

} catch (const YAML::BadFile& e) {
std::cerr << “File Error: ” << e.what() << std::endl;
} catch (const YAML::ParserException& e) {
std::cerr << “Parsing Error: ” << e.what() << std::endl;
} catch (const YAML::InvalidNode& e) {
std::cerr << “Node Access Error: ” << e.what() << std::endl;
} catch (const YAML::RepresentationException& e) {
std::cerr << “Type Conversion Error: ” << e.what() << std::endl;
} catch (const std::exception& e) {
// その他の標準例外やyaml-cppの他の例外
std::cerr << “General Error: ” << e.what() << std::endl;
} catch (…) {
// 予期しない例外
std::cerr << “Unknown Error occurred.” << std::endl;
}
``
特定の例外を捕捉するだけでなく、const std::exception&や…` を捕捉することで、予期しないエラーにも対応できます。実運用されるアプリケーションでは、適切な例外処理を組み込むことが安定性のために不可欠です。特に、ユーザーからの入力をパースする場合や、外部ファイルからデータを読み込む場合は、入力が不正である可能性を常に考慮する必要があります。

実践的な例：設定ファイルの読み込みと保存

yaml-cppの機能を組み合わせて、より実践的な例として設定ファイルの読み込みと保存を行うクラスを作成してみましょう。

“`cpp

include

include

include

include

include

include

// 設定値を保持する構造体
struct DatabaseConfig {
std::string host = “localhost”;
int port = 5432;
std::string username = “admin”;
std::string password = “”; // 空文字列をデフォルトに
};

struct ServerConfig {
std::string host;
std::string ip;
};

// カスタム型の変換を定義
namespace YAML {
template<>
struct convert {
static Node encode(const DatabaseConfig& db) {
Node node;
node[“host”] = db.host;
node[“port”] = db.port;
node[“username”] = db.username;
node[“password”] = db.password;
return node;
}

    static bool decode(const Node& node, DatabaseConfig& db) {
        if (!node.IsMap()) return false;

        // as<T>(defaultValue) を使うことで、キーが存在しない場合も安全
        db.host = node["host"].as<std::string>(db.host); // デフォルト値を指定
        db.port = node["port"].as<int>(db.port);
        db.username = node["username"].as<std::string>(db.username);
        db.password = node["password"].as<std::string>(db.password);

        return true;
    }
};

 template<>
struct convert<ServerConfig> {
    static Node encode(const ServerConfig& server) {
        Node node;
        node["host"] = server.host;
        node["ip"] = server.ip;
        return node;
    }

    static bool decode(const Node& node, ServerConfig& server) {
        if (!node.IsMap()) return false;

        // hostとipは必須と仮定し、デフォルト値を指定しない (例外に任せる)
        // または存在チェックをする
        if (node["host"].IsDefined() && node["ip"].IsDefined()) {
             server.host = node["host"].as<std::string>();
             server.ip = node["ip"].as<std::string>();
             return true;
        }
        return false; // 必須項目がない場合は変換失敗
    }
};

} // namespace YAML

// Emitter用 << 演算子も定義しておく (encodeを使うより一般的)
YAML::Emitter& operator << (YAML::Emitter& out, const DatabaseConfig& db) {
out << YAML::BeginMap;
out << YAML::Key << “host” << YAML::Value << db.host;
out << YAML::Key << “port” << YAML::Value << db.port;
out << YAML::Key << “username” << YAML::Value << db.username;
out << YAML::Key << “password” << YAML::Value << db.password;
out << YAML::EndMap;
return out;
}

YAML::Emitter& operator << (YAML::Emitter& out, const ServerConfig& server) {
out << YAML::BeginMap;
out << YAML::Key << “host” << YAML::Value << server.host;
out << YAML::Key << “ip” << YAML::Value << server.ip;
out << YAML::EndMap;
return out;
}

// 設定を管理するクラス
class ApplicationConfig {
public:
std::string app_name = “Default App”;
double app_version = 0.0;
DatabaseConfig db_config;
std::vector servers;
int timeout = 60;
std::string log_level = “info”;

// YAMLファイルから設定を読み込む
bool load(const std::string& filename) {
    try {
        YAML::Node config = YAML::LoadFile(filename);

        if (!config.IsDefined()) {
             std::cerr << "Warning: Config file '" << filename << "' is empty or missing. Using defaults." << std::endl;
             return false; // ファイルがない場合はデフォルト値を使う
        }

        // 各設定値にアクセスし、存在すれば読み込む
        // as<T>(defaultValue) が便利
        app_name = config["app_name"].as<std::string>(app_name);
        app_version = config["app_version"].as<double>(app_version);
        timeout = config["timeout"].as<int>(timeout);
        log_level = config["log_level"].as<std::string>(log_level);

        // カスタム型 (DatabaseConfig) の読み込み
        if (config["database"].IsDefined() && config["database"].IsMap()) {
            db_config = config["database"].as<DatabaseConfig>(); // convert<DatabaseConfig>::decode が呼ばれる
        } else {
             std::cerr << "Warning: 'database' section missing or invalid in config. Using default database settings." << std::endl;
             // db_config は既にデフォルト値で初期化されているので何もしなくて良い
        }

        // カスタム型を含むシーケンス (servers) の読み込み
        if (config["servers"].IsDefined() && config["servers"].IsSequence()) {
            // シーケンスの各要素を ServerConfig として読み込む
            // std::vector<T> も convert<T>::decode が定義されていれば as<std::vector<T>>() で一括変換可能
            servers = config["servers"].as<std::vector<ServerConfig>>();

            // または手動でループして読み込む
            /*
            servers.clear(); // 一旦クリア
            for (const auto& server_node : config["servers"]) {
                try {
                    servers.push_back(server_node.as<ServerConfig>()); // convert<ServerConfig>::decode が呼ばれる
                } catch (const YAML::RepresentationException& e) {
                    std::cerr << "Warning: Skipping invalid server entry: " << e.what() << std::endl;
                }
            }
            */
        } else {
            std::cerr << "Warning: 'servers' section missing or invalid in config. No servers loaded." << std::endl;
             servers.clear(); // サーバーリストがない、または無効なら空にする
        }

        return true; // 読み込み成功 (Warningは発生する可能性あり)

    } catch (const YAML::BadFile& e) {
        std::cerr << "Error loading config file '" << filename << "': " << e.what() << ". Using default settings." << std::endl;
        return false; // ファイルが見つからない場合などもデフォルト値を使う
    } catch (const YAML::ParserException& e) {
        std::cerr << "Error parsing config file '" << filename << "': " << e.what() << ". Using default settings." << std::endl;
        return false; // パースエラーの場合もデフォルト値を使う
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "An unexpected error occurred while loading config: " << e.what() << ". Using default settings." << std::endl;
        return false; // その他エラーもデフォルト値を使う
    }
}

// YAMLファイルに設定を保存する
bool save(const std::string& filename) const {
    try {
        YAML::Node config;

        // 各設定値をNodeに書き込む
        config["app_name"] = app_name;
        config["app_version"] = app_version;
        config["timeout"] = timeout;
        config["log_level"] = log_level;

        // カスタム型 (DatabaseConfig) の書き込み
        config["database"] = db_config; // convert<DatabaseConfig>::encode または operator<< が使われる

        // カスタム型を含むシーケンス (servers) の書き込み
        config["servers"] = servers; // std::vector<ServerConfig> はそのまま代入・出力可能 (convert<ServerConfig>::encode または operator<< が要素ごとに使われる)

        // Emitterを使ってファイルに出力
        std::ofstream fout(filename);
        if (!fout.is_open()) {
             std::cerr << "Error: Could not open config file '" << filename << "' for writing." << std::endl;
             return false;
        }

        YAML::Emitter emitter;
        emitter.SetIndent(2); // 見やすくするためにインデントを設定
        emitter << config;

        fout << emitter.c_str();
        fout.close();

        std::cout << "Config saved to '" << filename << "'" << std::endl;
        return true;

    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "An unexpected error occurred while saving config: " << e.what() << std::endl;
        return false;
    }
}

// 設定内容を表示 (デバッグ用)
void print() const {
    std::cout << "--- Application Config ---" << std::endl;
    std::cout << "App Name: " << app_name << std::endl;
    std::cout << "App Version: " << app_version << std::endl;
    std::cout << "Timeout: " << timeout << " seconds" << std::endl;
    std::cout << "Log Level: " << log_level << std::endl;

    std::cout << "\nDatabase Config:" << std::endl;
    std::cout << "  Host: " << db_config.host << std::endl;
    std::cout << "  Port: " << db_config.port << std::endl;
    std::cout << "  Username: " << db_config.username << std::endl;
    // Passwordはセキュリティ上表示しない方が良い場合も

    std::cout << "\nServers (" << servers.size() << "):" << std::endl;
    if (servers.empty()) {
        std::cout << "  (None)" << std::endl;
    } else {
        for (const auto& server : servers) {
            std::cout << "  - Host: " << server.host << ", IP: " << server.ip << std::endl;
        }
    }
    std::cout << "--------------------------" << std::endl;
}

};

int main() {
ApplicationConfig config;
std::string config_filename = “my_app_config.yaml”;

std::cout << "Attempting to load config from '" << config_filename << "'..." << std::endl;
if (config.load(config_filename)) {
    std::cout << "Config loaded successfully." << std::endl;
} else {
    std::cout << "Failed to load config, using default or partially loaded settings." << std::endl;
    // デフォルト設定の一部を変更してみる
    config.app_name = "My App (Modified)";
    config.servers.push_back({"new_server.example.com", "10.0.0.1"});
}

// 現在の設定内容を表示
config.print();

// 設定をファイルに保存
if (config.save("saved_" + config_filename)) {
    std::cout << "Config saved to saved_" << config_filename << std::endl;
} else {
    std::cerr << "Failed to save config." << std::endl;
}

// 保存したファイルを読み込んで確認
std::cout << "\nAttempting to load saved config..." << std::endl;
ApplicationConfig loaded_config;
if (loaded_config.load("saved_" + config_filename)) {
    std::cout << "Saved config loaded successfully." << std::endl;
    loaded_config.print();
} else {
    std::cerr << "Failed to load saved config." << std::endl;
}

return 0;

}
``
この例では、DatabaseConfigとServerConfigというカスタム型を定義し、それぞれに対してYAML::convertの特殊化とYAML::Emitterへのoperator<<オーバーロードを提供しています。ApplicationConfigクラスはこれらのカスタム型を含む設定値を保持し、load()とsave()` メンバ関数でYAMLファイルとの間で相互変換を行います。

load() 関数では、as<T>(defaultValue) を積極的に利用することで、YAMLファイルに特定のキーが存在しない場合でもデフォルト値を使用し、例外を回避しています。カスタム型のデシリアライズ (convert<T>::decode) でも、必須項目がない場合は false を返すことで、無効なエントリをスキップできるようにしています。

save() 関数では、YAML::Node を構築する際に、カスタム型や std::vector をそのまま代入しています。これは、yaml-cppがこれらの型に対して適切な operator<< (または convert::encode) を自動的に呼び出してくれるためです。

このように、カスタム型変換とエラーハンドリングを組み合わせることで、複雑な設定構造を持つYAMLファイルをC++のデータ構造として扱い、容易に読み書きできるようになります。

よくある問題とデバッグ

yaml-cppを使っていると、いくつかの一般的な問題に遭遇することがあります。ここでは、それらの問題とその対処法について解説します。

1. パースエラー (YAML::ParserException)

YAMLファイルの構文が正しくない場合に発生します。YAMLはインデントが非常に重要なので、スペースとタブの混在や、インデントレベルのずれなどが原因となることが多いです。

対処法:
* エラーメッセージを確認する。例外メッセージには、問題が発生したファイル名と行番号、列番号が含まれていることが多いです。
* 問題箇所周辺のYAML構文を注意深く確認する。特にインデント、コロン (:) の後にスペースがあるか、シーケンスのハイフン (-) の後にスペースがあるかなどをチェックします。
* YAMLバリデーターツール（オンラインツールなど）を使って、YAMLファイルの構文をチェックする。
* Raw文字列リテラル (R"(...)") を使ってC++コード内に直接YAML文字列を埋め込む場合、文字列が正しいYAML構文になっているか確認する。

2. ノードが見つからない、または型が違う (YAML::InvalidNode, YAML::RepresentationException)

存在しないキーにアクセスしようとしたり、期待する型と異なるノードに対して操作を行ったりした場合に発生します。

対処法:
* ノードの存在チェック: if (node["key"]) または if (node["key"].IsDefined()) でアクセス前にノードの存在を確認します。
* ノードの型チェック: if (node.IsMap()), if (node.IsSequence()), if (node.IsScalar()) などで操作前に型を確認します。
* as<T>() にデフォルト値を指定: .as<T>(defaultValue) を使うと、ノードが存在しない場合やnullの場合に例外を回避できます。
* 例外処理を適切に行う: try...catch ブロックで YAML::InvalidNode や YAML::RepresentationException を捕捉し、エラーメッセージを出力したり、代替処理を行ったりします。
* デバッグ出力: node.Type() の結果や、キー名をデバッグ出力して、期待する構造になっているか確認します。

例:
“`cpp
YAML::Node config = YAML::LoadFile(“config.yaml”);

// 安全なアクセス方法
if (config[“database”].IsMap()) {
if (config[“database”][“port”].IsScalar()) {
int port = config[“database”][“port”].as(5432); // デフォルト値付き
std::cout << “Port: ” << port << std::endl;
} else {
std::cerr << “Warning: ‘port’ is not a scalar or not defined.” << std::endl;
}
} else {
std::cerr << “Warning: ‘database’ is not a map or not defined.” << std::endl;
}

// 例外を捕捉する方法
try {
int required_value = config[“required_key”].as(); // required_keyがないと例外
std::cout << “Required Value: ” << required_value << std::endl;
} catch (const YAML::InvalidNode& e) {
std::cerr << “Error: Required key ‘required_key’ is missing.” << std::endl;
} catch (const YAML::RepresentationException& e) {
std::cerr << “Error: Required key ‘required_key’ is not an integer.” << std::endl;
}
“`

3. 型変換の失敗 (YAML::RepresentationException)

スカラーノードの値を、互換性のない型に変換しようとした場合に発生します（例: "abc" を int に変換）。

対処法:
* .as<T>() で指定する型が、YAMLノードの実際のデータ型と互換性があるか確認します。yaml-cppは一部の変換（例: "123" -> int, "true" -> bool）は行いますが、自由な変換はできません。
* as<T>(defaultValue) を使用し、変換に失敗した場合のデフォルト値を指定します。
* 型変換前に node.Type() や node.IsScalar() でノードの型を確認します。
* 例外処理で YAML::RepresentationException を捕捉し、エラーとして扱うか、スキップするなどの対応を実装します。

4. YAML::Node の生存期間とコピー

YAML::Node は値をコピーするセマンティクスを持っています（C++11以降）。つまり、YAML::Node node2 = node1; とすると、node1 の内容が node2 にコピーされます。大きなYAML構造を扱う場合、不用意なコピーは性能問題を引き起こす可能性があります。

対処法:
* 大きな YAML::Node を関数間で渡す場合や、頻繁にアクセスする場合は、コピーを避けるために 定数参照 (const YAML::Node&) を使用することを検討します。
cpp
void process_node(const YAML::Node& node) {
// node の中身はコピーされず、元のノードを参照する
if (node["key"]) {
// ...
}
}
* ただし、YAML::Node の設計上、意図的にコピーが必要な場合もあります。例えば、元の YAML::Node がスコープ外で消滅する場合などです。状況に応じてコピーが必要か、参照で十分か判断します。

5. ビルドやリンクのエラー

yaml-cppライブラリが見つからない、または正しくリンクされていない場合に発生します。

対処法:
* インストールパスの確認: yaml-cppのヘッダーファイル（yaml-cpp/yaml.h など）やライブラリファイル（libyaml-cpp.a または .so/.dylib/.lib）が、システムまたは指定したインストール先に正しく配置されているか確認します。
* コンパイルオプションの確認: コンパイラに -I (インクルードパス) と -L (ライブラリパス)、そして -l (ライブラリ名、-lyaml-cpp) が正しく渡されているか確認します。
* CMake設定の確認: CMakeLists.txt で find_package(yaml-cpp REQUIRED) と target_link_libraries(myapp PRIVATE yaml-cpp) が正しく記述されているか確認します。CMakeがライブラリを見つけられない場合は、CMAKE_PREFIX_PATH 環境変数を設定したり、find_package に PATHS オプションを指定したりする必要があるかもしれません。
* ビルド環境: 使用しているコンパイラやビルドツールがyaml-cppの要求するバージョンを満たしているか確認します。

これらの一般的な問題と対処法を理解しておけば、yaml-cppを使った開発中のトラブルシューティングがスムーズに行えるはずです。特に、YAMLの構文ルールと YAML::Node の各操作が例外をスローする条件を把握しておくことが重要です。

まとめ

この記事では、C++でYAMLデータを扱うためのライブラリである yaml-cpp について、その導入から基本的な使い方、そしてより高度なトピックまでを網羅的に解説しました。

主な内容の振り返り:

• YAMLとは: 人間が読み書きしやすいデータ形式であり、設定ファイルやデータ交換に広く利用されています。
• yaml-cppの準備: パッケージマネージャーやソースからのビルドによるインストール方法、CMakeを使ったプロジェクトでの利用方法を確認しました。
• YAMLの構造: スカラー、シーケンス、マッピングという基本的な要素と、それらを表現する YAML::Node クラスについて学びました。
• 読み込み: YAML::LoadFile() や YAML::Load() を使ってYAMLデータを YAML::Node にパースする方法、YAML::Node の種類判定 (Type(), IsScalar(), IsSequence(), IsMap()) やデータへのアクセス (as<T>(), [], イテレーター) 方法、そして例外処理について詳しく解説しました。
• 生成: YAML::Node をゼロから構築し、YAML::Emitter を使ってYAML形式の文字列として出力する方法、Emitterのフォーマット設定方法を確認しました。
• 高度なトピック: カスタム型とYAMLを相互変換するための YAML::convert の特殊化、エイリアスとアンカーの扱い、タグの概要、イテレーターの詳細な使い方、例外処理の詳細について解説しました。
• 実践的な例: 設定ファイルクラスを作成し、カスタム型の読み書きを含む実用的なアプリケーションでの利用例を示しました。
• 問題とデバッグ: よくあるエラー（パースエラー、ノードアクセスエラー、型変換エラー、ビルドエラー）とその対処法を紹介しました。

yaml-cppは、C++でYAMLを柔軟かつ安全に扱うための強力なツールです。YAML::Node という抽象化されたノードクラスを中心に、YAMLの構造をC++のプログラム内で直感的に操作できます。ファイルからの読み込み、メモリ上でのデータ構造の構築、そしてファイルへの書き出しといった一連のワークフローが、例外処理と組み合わせることで堅牢に実現できます。

カスタム型のシリアライズ/デシリアライズ機能は、独自のデータ構造とYAMLの間でのマッピングを自動化し、コード量を削減し、保守性を高める上で非常に有用です。

次のステップ:

この記事でyaml-cppの基本的な使い方といくつかの高度な機能を学びましたが、yaml-cppにはさらに詳細な機能やオプションがあります。

• 公式ドキュメントを読む: yaml-cppのGitHubリポジトリにあるドキュメントは、さらに詳細な情報やすべてのAPIリファレンスを提供しています。
• サンプルコードを試す: リポジトリに含まれるサンプルコードは、様々な機能の使い方を示しています。
• 実際のプロジェクトで使ってみる: 小規模な設定ファイルの読み書きから始めて、徐々に複雑なYAML構造を扱うように挑戦してみましょう。
• std::stringstream との連携: ファイルだけでなく、メモリ上の文字列ストリームと連携してYAMLデータの読み書きを行うことも可能です。
• より複雑なデータ構造: std::map<std::string, std::vector<MyCustomType>> のような複雑なC++コンテナとYAML構造のマッピングを試してみましょう。

YAMLとyaml-cppを効果的に活用することで、C++アプリケーションにおける設定管理やデータ永続化の柔軟性と利便性を大きく向上させることができます。このガイドが、あなたのC++プロジェクトでyaml-cppを使い始めるための一助となれば幸いです。

参考文献

• yaml-cpp GitHub Repository: https://github.com/jbeder/yaml-cpp
  • 公式ドキュメント、ソースコード、サンプルコードがここにあります。
• YAML 공식 웹사이트 (YAML 공식 웹사이트): https://yaml.org/
  • YAML仕様、様々な言語での実装リストなど、YAML自体の情報源です。
• CMake 公式ウェブサイト: https://cmake.org/
  • CMakeビルドシステムの詳細情報。

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