【C++17】std::filesystem で相対パスを絶対パスに変換する方法

2025年9月3日

はじめに

C++でファイルパスを扱う際、「./sub/file.txt」のようなカレントディレクトリからの相対パスを、「C:\Users\Username\Documents\sub\file.txt」のような完全な絶対パスに変換したい場面があります。

C++17で導入された <filesystem> ライブラリは、この変換を行うための便利な関数を提供しています。この記事では、3つの主要なパス変換関数、absolute, canonical, weakly_canonical の使い方と、それぞれの挙動の違いについて解説します。

【前提】C++17とは？

C++17は、2017年に正式化されたC++言語の規格です。<filesystem> ライブラリはこのC++17で導入されたため、利用するにはC++17に対応したコンパイラと、適切なコンパイラ設定（および、一部の環境ではリンカ設定）が必要になります。

パス変換関数のサンプルコード

このコードは、カレントディレクトリに一時的なファイルを作成し、そのファイルへの相対パスに対して3つの異なる変換関数を適用し、結果を比較します。

完成コード

#include <iostream>
#include <filesystem>
#include <fstream>

// filesystem名前空間のエイリアス
namespace fs = std::filesystem;

int main() {
    // テスト用のファイルを作成
    std::ofstream("tempfile.txt");
    
    fs::path relative_path = "./tempfile.txt";
    
    std::cout << "元の相対パス: " << relative_path << std::endl;
    std::cout << "----------------------------------" << std::endl;
    
    // 1. absolute(): 単純に絶対パスに変換
    std::cout << "absolute(): " << fs::absolute(relative_path) << std::endl;

    // 2. canonical(): 正規化された絶対パスに変換 (ファイルが存在する必要あり)
    std::cout << "canonical(): " << fs::canonical(relative_path) << std::endl;
    
    // 3. weakly_canonical(): 正規化された絶対パスに変換 (ファイルが存在しなくてもOK)
    fs::path non_existent_path = "./dummy/../other.txt";
    std::cout << "weakly_canonical(): " << fs::weakly_canonical(non_existent_path) << std::endl;

    // テスト用のファイルを削除
    fs::remove("tempfile.txt");
    
    return 0;
}

各関数の解説

1. `std::filesystem::absolute(path)`

機能: 最も基本的な変換関数です。引数で渡されたパスが相対パスであれば、カレントディレクトリのパスと結合して、絶対パスを生成します。
特徴:
- パスの正規化（. や .. の解決）は行いません。
- パスに対応するファイルやディレクトリが存在しなくても、エラーにはなりません。

2. `std::filesystem::canonical(path)`

機能: absolute の機能に加え、パスの正規化も行います。正規化とは、.（カレントディレクトリ）や ..（親ディレクトリ）を取り除き、最も短く、一意なパス表現にすることです。
特徴:
- 返されるパスは、常に正規化された（回り道のない）絶対パスになります。
- 【重要】 パスに対応するファイルやディレクトリが実際に存在しないと、エラー（例外）をスローします。

3. `std::filesystem::weakly_canonical(path)`

機能: canonical と同様に、パスの正規化を行いますが、エラーの扱いが異なります。
特徴:
- パスに対応するファイルやディレクトリが存在しなくても、エラーにはなりません。存在しない部分も含めて、可能な限りパスを正規化しようと試みます。
- dummy/../other.txt は other.txt に正規化されます。

まとめ

関数	絶対パス化	正規化	ファイルの存在	主な用途
`absolute`	◯	☓	不要	単純な絶対パスの取得
`canonical`	◯	◯	必要	既存ファイルへの一意なパスの取得
`weakly_canonical`	◯	◯	不要	これから作成するファイルパスの整形など