【C++17】filesystemライブラリのエラーハンドリング（error_codeと例外）

2025年9月4日

はじめに

C++17の<filesystem>ライブラリでファイル操作を行う際、パスが存在しない、アクセス権がない、などの理由でエラーが発生することがあります。これらのエラーに適切に対処しないと、プログラムが予期せずクラッシュする可能性があります。

<filesystem>ライブラリの多くの関数には、エラーを処理するための2つの方法が用意されています。

例外 (try-catch): tryブロックで処理を実行し、エラーが発生したらcatchブロックで捕捉する、C++の標準的なエラー処理。
error_code: 関数の引数としてerror_codeオブジェクトを渡し、エラー情報をそこに格納してもらう。例外を発生させない。

この記事では、これら2つのエラーハンドリング手法について、それぞれの使い方と特徴を解説します。

1. `error_code` を引数に取るバージョン

関数の最後の引数として std::error_code& を受け取るオーバーロードです。エラーが発生しても例外はスローされず、代わりに引数で渡したerror_codeオブジェクトにエラー情報が設定されます。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <filesystem>
#include <system_error> // error_code

namespace fs = std::filesystem;

int main() {
    // 存在しないパス
    fs::path non_existent_path = "/this/path/does/not/exist";
    
    std::error_code ec; // エラー情報を格納するオブジェクト
    
    // 1. error_codeを受け取るバージョンの関数を呼び出す
    uintmax_t size = fs::file_size(non_existent_path, ec);
    
    // 2. error_codeオブジェクトを評価して、エラーが発生したかチェック
    if (ec) {
        std::cout << "エラーコード版: ファイルサイズの取得に失敗しました。" << std::endl;
        std::cout << "  エラー内容: " << ec.message() << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ファイルサイズ: " << size << std::endl;
    }

    return 0;
}

解説:

fs::file_size に ec を渡すことで、error_code版のオーバーロードが選択されます。
if (ec) は if (ec.value() != 0) と同じ意味で、エラーが発生したかどうかを簡単にチェックできます。
ec.message() で、人間が読める形式のエラーメッセージを取得できます。

2. 例外を投げるバージョン

引数に error_code を渡さない、基本的なバージョンです。エラーが発生すると fs::filesystem_error 型の例外をスロー（throw）します。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <filesystem>

namespace fs = std::filesystem;

int main() {
    fs::path non_existent_path = "/this/path/does/not/exist";

    // 1. tryブロックの中で、例外を投げる可能性のある処理を実行
    try {
        uintmax_t size = fs::file_size(non_existent_path);
        std::cout << "ファイルサイズ: " << size << std::endl;
    }
    // 2. filesystem_error例外をcatchブロックで捕捉
    catch (const fs::filesystem_error& e) {
        std::cout << "例外版: ファイルサイズの取得に失敗しました。" << std::endl;
        std::cout << "  エラー内容: " << e.what() << std::endl;
        std::cout << "  対象パス: " << e.path1() << std::endl;
    }

    return 0;
}

解説:

try { ... }: エラーが発生する可能性のあるコードを囲みます。
catch (const fs::filesystem_error& e) { ... }: tryブロック内でfilesystem_error例外が発生した場合に、このブロックが実行されます。
e.what(): エラーの詳細メッセージを取得します。
e.path1(): エラーに関連する1つ目のパスを取得します（renameやcopyの場合はe.path2()も使えます）。

使い分けのポイント

方法	メリット	デメリット	主な用途
`error_code`	・パフォーマンスが良い（例外処理のオーバーヘッドがない）<br>・エラーを通常のロジックの一部として扱える	・毎回`if (ec)`のチェックが必要で、コードが冗長になりがち	・エラーが発生することが「正常なケース」として想定される場合（例: ファイルの存在チェック）
例外	・エラー処理のコードを、正常系の処理から分離できる<br>・コードがすっきりと読みやすくなる	・例外処理は比較的コストが高い	・エラーが発生することが「異常な、想定外のケース」である場合（例: ディスクへの書き込み失敗）