[C++] ディレクトリ操作方法まとめ

C++でディレクトリ操作を行うには、標準ライブラリや追加ライブラリを使用します。

C++17以降では、標準ライブラリの<filesystem>が推奨されます。

このライブラリを使うと、ディレクトリの作成std::filesystem::create_directory、削除std::filesystem::remove、存在確認std::filesystem::exists、内容の列挙std::filesystem::directory_iteratorなどが簡単に実現できます。

C++11以前では、OS依存のAPI(Windowsなら<windows.h>、POSIXなら<dirent.h>)を使用する必要があります。

目次から探す

C++17以降の<filesystem>ライブラリ
C++11以前のディレクトリ操作
- Windowsでのディレクトリ操作
- Unix系でのディレクトリ操作
クロスプラットフォーム対応の方法
実践例：ディレクトリ操作のユースケース
まとめ

C++17以降の<filesystem>ライブラリ

C++17では、標準ライブラリに<filesystem>が追加され、ディレクトリ操作が非常に簡単になりました。

このライブラリを使用することで、ファイルやディレクトリの作成、削除、移動、情報取得などが直感的に行えます。

以下に、基本的な使い方を示します。

ディレクトリの作成

以下のコードは、新しいディレクトリを作成する方法を示しています。

#include <iostream>
#include <filesystem>
int main() {
    // 新しいディレクトリのパスを指定
    std::filesystem::path dirPath("新しいディレクトリ");
    // ディレクトリを作成
    if (std::filesystem::create_directory(dirPath)) {
        std::cout << "ディレクトリを作成しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの作成に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
    return 0;
}

ディレクトリを作成しました: 新しいディレクトリ

ディレクトリの削除

次に、作成したディレクトリを削除する方法を示します。

#include <iostream>
#include <filesystem>
int main() {
    // 削除するディレクトリのパスを指定
    std::filesystem::path dirPath("新しいディレクトリ");
    // ディレクトリを削除
    if (std::filesystem::remove(dirPath)) {
        std::cout << "ディレクトリを削除しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの削除に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
    return 0;
}

ディレクトリを削除しました: 新しいディレクトリ

ディレクトリ内のファイル一覧取得

ディレクトリ内のファイルを一覧表示する方法も簡単です。

以下のコードでは、指定したディレクトリ内のファイルを表示します。

#include <iostream>
#include <filesystem>
int main() {
    // 読み込むディレクトリのパスを指定
    std::filesystem::path dirPath("読み込むディレクトリ");
    // ディレクトリ内のファイルを表示
    for (const auto& entry : std::filesystem::directory_iterator(dirPath)) {
        std::cout << entry.path() << std::endl; // ファイルのパスを表示
    }
    return 0;
}

読み込むディレクトリ/ファイル1.txt
読み込むディレクトリ/ファイル2.txt

ディレクトリの存在確認

ディレクトリが存在するかどうかを確認する方法もあります。

以下のコードを参照してください。

#include <iostream>
#include <filesystem>
int main() {
    // 確認するディレクトリのパスを指定
    std::filesystem::path dirPath("確認するディレクトリ");
    // ディレクトリの存在を確認
    if (std::filesystem::exists(dirPath)) {
        std::cout << "ディレクトリは存在します: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリは存在しません: " << dirPath << std::endl;
    }
    return 0;
}

ディレクトリは存在しません: 確認するディレクトリ

C++17の<filesystem>ライブラリを使用することで、ディレクトリ操作が非常に簡単になりました。

これにより、ファイルシステムに対する操作が直感的に行えるようになり、プログラミングの効率が向上します。

C++11以前のディレクトリ操作

C++11以前では、標準ライブラリにはディレクトリ操作に特化した機能が存在しませんでした。

そのため、ディレクトリ操作を行うには、プラットフォーム依存のAPIを使用する必要がありました。

ここでは、WindowsとUnix系(LinuxやmacOS)でのディレクトリ操作の方法を紹介します。

Windowsでのディレクトリ操作

Windowsでは、<windows.h>ヘッダを使用して、ディレクトリの作成や削除を行います。

以下に、ディレクトリを作成するサンプルコードを示します。

#include <iostream>
#include <windows.h>
int main() {
    // 新しいディレクトリのパスを指定
    const char* dirPath = "新しいディレクトリ";
    // ディレクトリを作成
    if (CreateDirectoryA(dirPath, NULL)) {
        std::cout << "ディレクトリを作成しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの作成に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
    return 0;
}

ディレクトリを作成しました: 新しいディレクトリ

次に、ディレクトリを削除する方法を示します。

#include <iostream>
#include <windows.h>
int main() {
    // 削除するディレクトリのパスを指定
    const char* dirPath = "新しいディレクトリ";
    // ディレクトリを削除
    if (RemoveDirectoryA(dirPath)) {
        std::cout << "ディレクトリを削除しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの削除に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
    return 0;
}

ディレクトリを削除しました: 新しいディレクトリ

Unix系でのディレクトリ操作

Unix系のシステムでは、<sys/stat.h>と<unistd.h>を使用して、ディレクトリの作成や削除を行います。

以下に、ディレクトリを作成するサンプルコードを示します。

#include <iostream>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    // 新しいディレクトリのパスを指定
    const char* dirPath = "新しいディレクトリ";
    // ディレクトリを作成
    if (mkdir(dirPath, 0755) == 0) {
        std::cout << "ディレクトリを作成しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの作成に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
    return 0;
}

ディレクトリを作成しました: 新しいディレクトリ

次に、ディレクトリを削除する方法を示します。

#include <iostream>
#include <unistd.h>
int main() {
    // 削除するディレクトリのパスを指定
    const char* dirPath = "新しいディレクトリ";
    // ディレクトリを削除
    if (rmdir(dirPath) == 0) {
        std::cout << "ディレクトリを削除しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの削除に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
    return 0;
}

ディレクトリを削除しました: 新しいディレクトリ

C++11以前では、ディレクトリ操作を行うためにプラットフォーム依存のAPIを使用する必要がありました。

これにより、コードの移植性が低下し、開発が複雑になることがありました。

しかし、C++17以降の<filesystem>ライブラリの導入により、これらの問題は解消され、より簡単にディレクトリ操作が行えるようになりました。

クロスプラットフォーム対応の方法

C++でディレクトリ操作を行う際、プラットフォームに依存しないコードを書くことは非常に重要です。

特に、WindowsとUnix系(LinuxやmacOS)での動作を考慮する必要があります。

ここでは、クロスプラットフォームでのディレクトリ操作を行うための方法をいくつか紹介します。

1. プリプロセッサディレクティブを使用する

C++では、プリプロセッサディレクティブを使用して、プラットフォームごとに異なるコードをコンパイルすることができます。

以下の例では、WindowsとUnix系でのディレクトリ作成を示しています。

#include <iostream>
#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#else
#include <sys/stat.h>
#endif
int main() {
    const char* dirPath = "新しいディレクトリ";
#ifdef _WIN32
    // Windowsの場合
    if (CreateDirectoryA(dirPath, NULL)) {
        std::cout << "ディレクトリを作成しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの作成に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
#else
    // Unix系の場合
    if (mkdir(dirPath, 0755) == 0) {
        std::cout << "ディレクトリを作成しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの作成に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
#endif
    return 0;
}

ディレクトリを作成しました: 新しいディレクトリ

2. CMakeを使用する

CMakeは、クロスプラットフォームのビルドシステムであり、プラットフォームに依存しないコードを簡単に管理できます。

CMakeを使用することで、異なるプラットフォームに対して適切なコンパイルオプションを自動的に設定できます。

以下は、CMakeLists.txtの例です。

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(DirectoryExample)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
add_executable(DirectoryExample main.cpp)

このCMakeLists.txtを使用して、プロジェクトをビルドすることで、WindowsやUnix系での適切な設定が自動的に行われます。

3. Boost.Filesystemライブラリを使用する

C++11以前の環境でクロスプラットフォームのディレクトリ操作を行う場合、BoostライブラリのBoost.Filesystemを使用することも一つの方法です。

このライブラリは、C++の標準ライブラリに似たインターフェースを提供し、プラットフォームに依存しないファイルシステム操作を可能にします。

以下に、Boost.Filesystemを使用したディレクトリ作成の例を示します。

#include <iostream>
#include <boost/filesystem.hpp>
int main() {
    const std::string dirPath = "新しいディレクトリ";
    // ディレクトリを作成
    if (boost::filesystem::create_directory(dirPath)) {
        std::cout << "ディレクトリを作成しました: " << dirPath << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ディレクトリの作成に失敗しました: " << dirPath << std::endl;
    }
    return 0;
}

ディレクトリを作成しました: 新しいディレクトリ

クロスプラットフォームでのディレクトリ操作を行うためには、プリプロセッサディレクティブを使用したり、CMakeを利用したり、Boost.Filesystemライブラリを活用する方法があります。

これにより、異なるプラットフォームでの動作を考慮したコードを書くことができ、開発の効率が向上します。

C++17以降は、標準ライブラリの<filesystem>を使用することで、さらに簡単にクロスプラットフォーム対応が可能になります。

実践例：ディレクトリ操作のユースケース

ディレクトリ操作は、さまざまなアプリケーションで必要とされる基本的な機能です。

ここでは、実際のユースケースをいくつか紹介し、それに関連するC++のコード例を示します。

これにより、ディレクトリ操作の実践的な使い方を理解できます。

1. ログファイルの保存ディレクトリの作成

アプリケーションが実行される際に、ログファイルを保存するためのディレクトリを自動的に作成することは一般的なユースケースです。

以下のコードは、ログディレクトリを作成し、ログファイルを生成する例です。

#include <iostream>
#include <filesystem>
#include <fstream>
int main() {
    const std::string logDir = "ログ";
    const std::string logFile = logDir + "/app.log";
    // ログディレクトリを作成
    if (!std::filesystem::exists(logDir)) {
        std::filesystem::create_directory(logDir);
        std::cout << "ログディレクトリを作成しました: " << logDir << std::endl;
    }
    // ログファイルを作成
    std::ofstream ofs(logFile, std::ios::app);
    if (ofs) {
        ofs << "アプリケーションが起動しました。" << std::endl;
        std::cout << "ログファイルを作成しました: " << logFile << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ログファイルの作成に失敗しました: " << logFile << std::endl;
    }
    return 0;
}

ログディレクトリを作成しました: ログ
ログファイルを作成しました: ログ/app.log

2. バックアップ用ディレクトリの作成

データのバックアップを行うアプリケーションでは、バックアップ用のディレクトリを作成し、そこにファイルをコピーすることがよくあります。

以下のコードは、バックアップディレクトリを作成し、指定したファイルをコピーする例です。

#include <iostream>
#include <filesystem>
int main() {
    const std::string backupDir = "バックアップ";
    const std::string sourceFile = "データ.txt";
    const std::string backupFile = backupDir + "/データ_backup.txt";
    // バックアップディレクトリを作成
    if (!std::filesystem::exists(backupDir)) {
        std::filesystem::create_directory(backupDir);
        std::cout << "バックアップディレクトリを作成しました: " << backupDir << std::endl;
    }
    // ファイルをバックアップ
    std::filesystem::copy(sourceFile, backupFile);
    std::cout << "ファイルをバックアップしました: " << backupFile << std::endl;
    return 0;
}

バックアップディレクトリを作成しました: バックアップ
ファイルをバックアップしました: バックアップ/データ_backup.txt

3. ディレクトリ内のファイルの整理

特定のディレクトリ内のファイルを整理するアプリケーションでは、ファイルを種類ごとにサブディレクトリに移動することがあります。

以下のコードは、指定したディレクトリ内の画像ファイルを「画像」ディレクトリに移動する例です。

#include <iostream>
#include <filesystem>
int main() {
    const std::string sourceDir = "整理対象ディレクトリ";
    const std::string imageDir = sourceDir + "/画像";
    // 画像用ディレクトリを作成
    if (!std::filesystem::exists(imageDir)) {
        std::filesystem::create_directory(imageDir);
        std::cout << "画像ディレクトリを作成しました: " << imageDir << std::endl;
    }
    // ディレクトリ内のファイルを整理
    for (const auto& entry : std::filesystem::directory_iterator(sourceDir)) {
        if (entry.path().extension() == ".jpg" || entry.path().extension() == ".png") {
            std::filesystem::rename(entry.path(), imageDir + "/" + entry.path().filename().string());
            std::cout << "ファイルを移動しました: " << entry.path() << " -> " << imageDir << std::endl;
        }
    }
    return 0;
}

画像ディレクトリを作成しました: 整理対象ディレクトリ/画像
ファイルを移動しました: 整理対象ディレクトリ/写真1.jpg -> 整理対象ディレクトリ/画像
ファイルを移動しました: 整理対象ディレクトリ/写真2.png -> 整理対象ディレクトリ/画像

ディレクトリ操作は、さまざまなアプリケーションで重要な役割を果たします。

ログファイルの保存、バックアップ、ファイルの整理など、実際のユースケースを通じて、C++でのディレクトリ操作の実践的な使い方を学ぶことができます。

これにより、より効率的で使いやすいアプリケーションを開発することが可能になります。

まとめ

この記事では、C++におけるディレクトリ操作の方法について、C++17以降の<filesystem>ライブラリやC++11以前のプラットフォーム依存のAPI、さらにはクロスプラットフォーム対応の手法や実践的なユースケースを紹介しました。

これにより、ディレクトリ操作がどのように行われるかを具体的に理解できる内容となっています。

今後は、これらの知識を活かして、実際のアプリケーション開発においてディレクトリ操作を効果的に活用してみてください。