Windowsで外部プログラムに任意の文字列をパラメータで渡す方法

概要

たとえば、Javaで外部プログラムを起動するには

ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("MyProg.exe", "param1", "param2");
Process process = processBuilder.start();

とすれば Windows 以外では問題なく起動できます。 ですが、Windows の場合、パラメーターに空白が含まれていたり「"」が含まれていたりすると思ったとおりに動作しません。
この問題は、Java だけでなく C, Perl なんかでも同じです。
(Cygwin だと、そこで閉じている限り大丈夫っぽい。C# はそもそも、パラメータが１つしかない。でも、main に渡される引数は複数個なんですが...)

とりあえず、ここでは、とにかく、

• あるプログラムから、べつのプログラムにコマンドラインパラメータで文字列を渡したい
• 渡す元プログラム上の文字列と、先のプログラム上の文字列が、とにかく一致していてほしい

というケースを考えます。

各言語(起動する側)ごとの対処方法

Java

public static Process runProcess(String... cmdArray) {
    ArrayList<String> cmdList = new ArrayList<String>();
    for (String cmd : cmdArray) {
      cmdList.add(transForWinCmd(cmd));
    }
    ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder(cmdList);
    return processBuilder.start();
}

private static String transForWinCmd(String arg) {
    // 末尾の \ のエスケープ (必須)
    arg = arg.replaceAll("(\\\\+)(\"|$)", "$1$1$2");
    // " を \" に変換 (必須)
    arg = arg.replaceAll("\"", "\\\\\"");
    // 対象プロセスが Java7, 8 の場合はこれも
    // (他の場合、いらないが、あっても問題はなさそう)
    arg = arg.replaceAll("(\\\\+)([?*]+)(\\\\)", "$1$1\"$2\"$3");
    arg = arg.replaceAll("(\\\\+)([?*]+)(\\\\)", "$1$1\"$2\"$3");
    // " で囲って終わり
    return "\"" + arg + "\"";
}

Perl

Perl では、system 関数に、(コマンド, param1, ..., paramN) のように配列で渡せば OK という仕様だけど、Windows では完璧でないので、以下のようにする。

use Encode;

sub systemEx {
  my @args = map {
        local $_ = $_;
        # 末尾の \ のエスケープ (必須)
        s/(\\+)("|$)/$1$1$2/g;
        # " を \" に変換 (必須)
        s/"/\\"/g;
        # 対象プロセスが Java7, 8 の場合はこれも
        s/(\\+)([?*]+)(\\)/$1$1"$2"$3/g;
        s/(\\+)([?*]+)(\\)/$1$1"$2"$3/g;
        # SJIS に変換 (日本語環境の場合はこれが必要)
        if (Encode::is_utf8($_)) { $_ = Encode::encode("MS932", $_); }
        # " で囲む
        "\"$_\"";
    } @_;
  system(@args);
}

どこに問題があるのか？

OS のバグ？ のように感じますが、Windows のプロセス起動 API である CreateProcess は、プロセスおよびそのパラメータを示すものは、文字列の配列ではなく、文字列１つだけです。
Linux のように、パラメータが複数あるインターフェースはアプリケーション側ということになりますが、大抵、コンパイラー付属の標準ライブラリーをみんな使います。
ということで、問題は、標準ライブラリーにあると思われます。

Cの標準ライブラリにプロセスを起動する関数がありますが、この関数の実装が不十分なんじゃないかと思います。
(Java も Perl も、C言語で実装されているので、同じ問題が発生するということです)

ちなみに、１つのコマンドライン文字列を分離する規則は
https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/a1y7w461.aspx
にある通り、複雑ですが、ちゃんとした規則が公開されています。

その他...

起動対象が Ruby の場合や mingw で作られたものの場合は、別の対処が必要です。
あと、Windows の bat プログラムに渡す場合も...
（ここで書いた対処に加え、bat独自のエスケープもあって、かなり難易度が高いです）