Node.jsのHTTPルーティング - URLパースとクエリパラメータ解析

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// URLクラスはグローバルに利用可能（importは不要）
const url = new URL('https://example.com:8080/api/users?page=1&limit=10#section');

console.log(url.protocol);  // 'https:'
console.log(url.hostname);  // 'example.com'
console.log(url.port);      // '8080'
console.log(url.pathname);  // '/api/users'
console.log(url.search);    // '?page=1&limit=10'
console.log(url.hash);      // '#section'

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const http = require('node:http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  // req.urlは相対パス（例: '/api/users?page=1'）
  // 完全なURLを構築するにはベースURLが必要
  const baseUrl = `http://${req.headers.host}`;
  const url = new URL(req.url, baseUrl);

  console.log('パス:', url.pathname);
  console.log('クエリ:', url.search);
  console.log('メソッド:', req.method);

  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    method: req.method,
    pathname: url.pathname,
    query: Object.fromEntries(url.searchParams)
  }));
});

server.listen(3000, () => {
  console.log('サーバーが http://localhost:3000 で起動しました');
});

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// URLの有効性を検証
console.log(URL.canParse('https://example.com/api'));     // true
console.log(URL.canParse('/api/users', 'https://example.com')); // true
console.log(URL.canParse('invalid-url'));                  // false

// 安全なURLパース関数
function safeParseUrl(urlString, base) {
  if (!URL.canParse(urlString, base)) {
    return null;
  }
  return new URL(urlString, base);
}

const url = safeParseUrl('/api/users', 'https://example.com');
if (url) {
  console.log(url.pathname); // '/api/users'
}

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// URLオブジェクトから取得
const url = new URL('https://example.com/search?q=nodejs&page=1&limit=10');
const params = url.searchParams;

// パラメータの取得
console.log(params.get('q'));      // 'nodejs'
console.log(params.get('page'));   // '1'
console.log(params.get('unknown')); // null

// パラメータの存在確認
console.log(params.has('q'));      // true
console.log(params.has('sort'));   // false

// すべてのパラメータを取得
console.log(params.toString());    // 'q=nodejs&page=1&limit=10'

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const url = new URL('https://example.com/filter?tag=javascript&tag=nodejs&tag=typescript');
const params = url.searchParams;

// 最初の値のみ取得
console.log(params.get('tag'));     // 'javascript'

// すべての値を取得
console.log(params.getAll('tag'));  // ['javascript', 'nodejs', 'typescript']

// イテレーションですべてのキー・値ペアを処理
for (const [key, value] of params) {
  console.log(`${key}: ${value}`);
}
// 出力:
// tag: javascript
// tag: nodejs
// tag: typescript

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const params = new URLSearchParams();

// パラメータの追加（append）- 同じキーに複数値を追加可能
params.append('tag', 'javascript');
params.append('tag', 'nodejs');
console.log(params.toString()); // 'tag=javascript&tag=nodejs'

// パラメータの設定（set）- 既存の値を上書き
params.set('page', '1');
params.set('tag', 'typescript'); // 'tag'のすべての値を置き換え
console.log(params.toString()); // 'tag=typescript&page=1'

// パラメータの削除
params.delete('tag');
console.log(params.toString()); // 'page=1'

// パラメータ数の取得
console.log(params.size); // 1

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// URLSearchParamsからオブジェクトへ変換
const url = new URL('https://example.com/api?page=1&limit=10&sort=desc');
const paramsObject = Object.fromEntries(url.searchParams);
console.log(paramsObject);
// { page: '1', limit: '10', sort: 'desc' }

// オブジェクトからURLSearchParamsを作成
const queryObject = {
  page: 2,
  limit: 20,
  filter: 'active'
};
const params = new URLSearchParams(queryObject);
console.log(params.toString());
// 'page=2&limit=20&filter=active'

// 配列を含むオブジェクトの場合（注意：配列はカンマ区切りの文字列になる）
const withArray = new URLSearchParams({ tags: ['js', 'node'] });
console.log(withArray.toString()); // 'tags=js%2Cnode'

// 複数値が必要な場合は配列形式で渡す
const multiValue = new URLSearchParams([
  ['tag', 'javascript'],
  ['tag', 'nodejs']
]);
console.log(multiValue.toString()); // 'tag=javascript&tag=nodejs'

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/**
 * クエリパラメータをパースして型変換を行う
 * @param {URLSearchParams} searchParams
 * @returns {Object} パース済みのパラメータオブジェクト
 */
function parseQueryParams(searchParams) {
  const result = {
    page: 1,
    limit: 10,
    sort: 'createdAt',
    order: 'desc',
    filters: {}
  };

  // ページネーションパラメータ
  const page = searchParams.get('page');
  if (page && !isNaN(Number(page))) {
    result.page = Math.max(1, parseInt(page, 10));
  }

  const limit = searchParams.get('limit');
  if (limit && !isNaN(Number(limit))) {
    result.limit = Math.min(100, Math.max(1, parseInt(limit, 10)));
  }

  // ソートパラメータ
  const sort = searchParams.get('sort');
  if (sort && /^[a-zA-Z_]+$/.test(sort)) {
    result.sort = sort;
  }

  const order = searchParams.get('order');
  if (order === 'asc' || order === 'desc') {
    result.order = order;
  }

  // フィルターパラメータ（filter[key]=value 形式）
  for (const [key, value] of searchParams) {
    const filterMatch = key.match(/^filter\[(\w+)\]$/);
    if (filterMatch) {
      result.filters[filterMatch[1]] = value;
    }
  }

  return result;
}

// 使用例
const url = new URL('https://api.example.com/users?page=2&limit=20&sort=name&order=asc&filter[status]=active&filter[role]=admin');
const params = parseQueryParams(url.searchParams);
console.log(params);
// {
//   page: 2,
//   limit: 20,
//   sort: 'name',
//   order: 'asc',
//   filters: { status: 'active', role: 'admin' }
// }

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const http = require('node:http');

class Router {
  constructor() {
    this.routes = [];
  }

  /**
   * ルートを追加する
   * @param {string} method HTTPメソッド
   * @param {string} path パス
   * @param {Function} handler ハンドラー関数
   */
  addRoute(method, path, handler) {
    this.routes.push({ method: method.toUpperCase(), path, handler });
  }

  // HTTPメソッドのショートカット
  get(path, handler) {
    this.addRoute('GET', path, handler);
  }

  post(path, handler) {
    this.addRoute('POST', path, handler);
  }

  put(path, handler) {
    this.addRoute('PUT', path, handler);
  }

  delete(path, handler) {
    this.addRoute('DELETE', path, handler);
  }

  /**
   * リクエストにマッチするルートを検索する
   * @param {string} method HTTPメソッド
   * @param {string} pathname リクエストパス
   * @returns {Object|null} マッチしたルートまたはnull
   */
  findRoute(method, pathname) {
    return this.routes.find(
      route => route.method === method && route.path === pathname
    ) || null;
  }

  /**
   * リクエストハンドラーを返す
   * @returns {Function} HTTPリクエストハンドラー
   */
  handler() {
    return (req, res) => {
      const baseUrl = `http://${req.headers.host}`;
      const url = new URL(req.url, baseUrl);
      const route = this.findRoute(req.method, url.pathname);

      if (route) {
        route.handler(req, res, { url, params: {}, query: url.searchParams });
      } else {
        res.writeHead(404, { 'Content-Type': 'application/json' });
        res.end(JSON.stringify({ error: 'Not Found' }));
      }
    };
  }
}

// 使用例
const router = new Router();

router.get('/api/users', (req, res, { query }) => {
  const page = query.get('page') || '1';
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({ message: 'ユーザー一覧', page }));
});

router.post('/api/users', (req, res) => {
  res.writeHead(201, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({ message: 'ユーザーを作成しました' }));
});

router.get('/api/health', (req, res) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({ status: 'ok' }));
});

const server = http.createServer(router.handler());
server.listen(3000, () => {
  console.log('サーバーが http://localhost:3000 で起動しました');
});

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const http = require('node:http');

class DynamicRouter {
  constructor() {
    this.routes = [];
  }

  /**
   * パスパターンを正規表現に変換する
   * @param {string} pattern パスパターン（例: '/users/:id'）
   * @returns {Object} 正規表現とパラメータ名の配列
   */
  pathToRegex(pattern) {
    const paramNames = [];
    
    // :paramName 形式のパラメータを抽出
    const regexPattern = pattern.replace(/:([a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*)/g, (_, paramName) => {
      paramNames.push(paramName);
      return '([^/]+)'; // パラメータ値にマッチする正規表現
    });

    return {
      regex: new RegExp(`^${regexPattern}$`),
      paramNames
    };
  }

  /**
   * ルートを追加する
   * @param {string} method HTTPメソッド
   * @param {string} pattern パスパターン
   * @param {Function} handler ハンドラー関数
   */
  addRoute(method, pattern, handler) {
    const { regex, paramNames } = this.pathToRegex(pattern);
    this.routes.push({
      method: method.toUpperCase(),
      pattern,
      regex,
      paramNames,
      handler
    });
  }

  get(pattern, handler) {
    this.addRoute('GET', pattern, handler);
  }

  post(pattern, handler) {
    this.addRoute('POST', pattern, handler);
  }

  put(pattern, handler) {
    this.addRoute('PUT', pattern, handler);
  }

  delete(pattern, handler) {
    this.addRoute('DELETE', pattern, handler);
  }

  patch(pattern, handler) {
    this.addRoute('PATCH', pattern, handler);
  }

  /**
   * リクエストにマッチするルートを検索する
   * @param {string} method HTTPメソッド
   * @param {string} pathname リクエストパス
   * @returns {Object|null} マッチしたルートとパラメータ
   */
  findRoute(method, pathname) {
    for (const route of this.routes) {
      if (route.method !== method) continue;

      const match = pathname.match(route.regex);
      if (match) {
        const params = {};
        route.paramNames.forEach((name, index) => {
          params[name] = decodeURIComponent(match[index + 1]);
        });
        return { route, params };
      }
    }
    return null;
  }

  /**
   * リクエストハンドラーを返す
   * @returns {Function} HTTPリクエストハンドラー
   */
  handler() {
    return (req, res) => {
      const baseUrl = `http://${req.headers.host}`;
      const url = new URL(req.url, baseUrl);
      const result = this.findRoute(req.method, url.pathname);

      if (result) {
        const context = {
          url,
          params: result.params,
          query: url.searchParams
        };
        result.route.handler(req, res, context);
      } else {
        res.writeHead(404, { 'Content-Type': 'application/json' });
        res.end(JSON.stringify({ error: 'Not Found', path: url.pathname }));
      }
    };
  }
}

// 使用例
const router = new DynamicRouter();

// 静的ルート
router.get('/api/users', (req, res, { query }) => {
  const page = query.get('page') || '1';
  const limit = query.get('limit') || '10';
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    message: 'ユーザー一覧を取得しました',
    pagination: { page: Number(page), limit: Number(limit) }
  }));
});

// 動的ルート - 単一パラメータ
router.get('/api/users/:id', (req, res, { params }) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    message: `ユーザー ${params.id} を取得しました`,
    userId: params.id
  }));
});

// 動的ルート - 複数パラメータ
router.get('/api/users/:userId/posts/:postId', (req, res, { params }) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    message: '投稿を取得しました',
    userId: params.userId,
    postId: params.postId
  }));
});

// PUT - リソース更新
router.put('/api/users/:id', (req, res, { params }) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    message: `ユーザー ${params.id} を更新しました`
  }));
});

// DELETE - リソース削除
router.delete('/api/users/:id', (req, res, { params }) => {
  res.writeHead(204);
  res.end();
});

const server = http.createServer(router.handler());
server.listen(3000, () => {
  console.log('サーバーが http://localhost:3000 で起動しました');
});

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/**
 * パスパターンマッチングのデモンストレーション
 */
function demonstratePathMatching() {
  // パターン: /api/users/:id
  // 正規表現に変換: /^\/api\/users\/([^/]+)$/

  const pattern = '/api/users/:id';
  const paramNames = [];
  
  const regexPattern = pattern.replace(/:([a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*)/g, (_, name) => {
    paramNames.push(name);
    return '([^/]+)';
  });
  
  const regex = new RegExp(`^${regexPattern}$`);
  console.log('パターン:', pattern);
  console.log('正規表現:', regex);
  console.log('パラメータ名:', paramNames);

  // テストケース
  const testPaths = [
    '/api/users/123',
    '/api/users/abc-def',
    '/api/users/',
    '/api/users',
    '/api/users/123/posts'
  ];

  testPaths.forEach(path => {
    const match = path.match(regex);
    if (match) {
      const params = {};
      paramNames.forEach((name, i) => {
        params[name] = match[i + 1];
      });
      console.log(`✓ ${path} => params:`, params);
    } else {
      console.log(`✗ ${path} => マッチしません`);
    }
  });
}

demonstratePathMatching();
// 出力:
// パターン: /api/users/:id
// 正規表現: /^\/api\/users\/([^/]+)$/
// パラメータ名: [ 'id' ]
// ✓ /api/users/123 => params: { id: '123' }
// ✓ /api/users/abc-def => params: { id: 'abc-def' }
// ✗ /api/users/ => マッチしません
// ✗ /api/users => マッチしません
// ✗ /api/users/123/posts => マッチしません

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/**
 * 拡張パスパターン変換
 * - :param - 単一セグメントにマッチ
 * - *wildcard - 残りのすべてのセグメントにマッチ
 */
function pathToRegexExtended(pattern) {
  const paramNames = [];
  let hasWildcard = false;

  let regexPattern = pattern
    // ワイルドカード（*name）を処理
    .replace(/\*([a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*)/g, (_, name) => {
      paramNames.push(name);
      hasWildcard = true;
      return '(.*)';
    })
    // 通常のパラメータ（:name）を処理
    .replace(/:([a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*)/g, (_, name) => {
      paramNames.push(name);
      return '([^/]+)';
    });

  return {
    regex: new RegExp(`^${regexPattern}$`),
    paramNames,
    hasWildcard
  };
}

// テスト
const patterns = [
  '/api/users/:id',
  '/api/files/*filepath',
  '/api/:version/users/:id'
];

const testCases = [
  { pattern: '/api/files/*filepath', path: '/api/files/images/logo.png' },
  { pattern: '/api/:version/users/:id', path: '/api/v2/users/42' }
];

testCases.forEach(({ pattern, path }) => {
  const { regex, paramNames } = pathToRegexExtended(pattern);
  const match = path.match(regex);
  
  if (match) {
    const params = {};
    paramNames.forEach((name, i) => {
      params[name] = decodeURIComponent(match[i + 1]);
    });
    console.log(`パターン: ${pattern}`);
    console.log(`パス: ${path}`);
    console.log(`パラメータ:`, params);
    console.log('---');
  }
});
// 出力:
// パターン: /api/files/*filepath
// パス: /api/files/images/logo.png
// パラメータ: { filepath: 'images/logo.png' }
// ---
// パターン: /api/:version/users/:id
// パス: /api/v2/users/42
// パラメータ: { version: 'v2', id: '42' }

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const http = require('node:http');

class Router {
  constructor() {
    this.routes = [];
    this.middlewares = [];
  }

  /**
   * パスパターンを正規表現に変換する
   */
  pathToRegex(pattern) {
    const paramNames = [];
    
    const regexPattern = pattern
      .replace(/\*([a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*)/g, (_, name) => {
        paramNames.push(name);
        return '(.*)';
      })
      .replace(/:([a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*)/g, (_, name) => {
        paramNames.push(name);
        return '([^/]+)';
      });

    return {
      regex: new RegExp(`^${regexPattern}$`),
      paramNames
    };
  }

  /**
   * ミドルウェアを追加する
   */
  use(middleware) {
    this.middlewares.push(middleware);
  }

  /**
   * ルートを追加する
   */
  addRoute(method, pattern, handler) {
    const { regex, paramNames } = this.pathToRegex(pattern);
    this.routes.push({
      method: method.toUpperCase(),
      pattern,
      regex,
      paramNames,
      handler
    });
    return this;
  }

  get(pattern, handler) { return this.addRoute('GET', pattern, handler); }
  post(pattern, handler) { return this.addRoute('POST', pattern, handler); }
  put(pattern, handler) { return this.addRoute('PUT', pattern, handler); }
  patch(pattern, handler) { return this.addRoute('PATCH', pattern, handler); }
  delete(pattern, handler) { return this.addRoute('DELETE', pattern, handler); }

  /**
   * ルートを検索する
   */
  findRoute(method, pathname) {
    for (const route of this.routes) {
      if (route.method !== method) continue;
      
      const match = pathname.match(route.regex);
      if (match) {
        const params = {};
        route.paramNames.forEach((name, index) => {
          params[name] = decodeURIComponent(match[index + 1]);
        });
        return { route, params };
      }
    }
    return null;
  }

  /**
   * ミドルウェアチェーンを実行する
   */
  async runMiddlewares(req, res, context) {
    for (const middleware of this.middlewares) {
      let nextCalled = false;
      await middleware(req, res, context, () => {
        nextCalled = true;
      });
      if (!nextCalled) return false;
    }
    return true;
  }

  /**
   * リクエストハンドラーを返す
   */
  handler() {
    return async (req, res) => {
      try {
        const baseUrl = `http://${req.headers.host}`;
        const url = new URL(req.url, baseUrl);
        
        const context = {
          url,
          params: {},
          query: url.searchParams,
          queryObject: Object.fromEntries(url.searchParams)
        };

        // ミドルウェアを実行
        const shouldContinue = await this.runMiddlewares(req, res, context);
        if (!shouldContinue) return;

        // ルートを検索
        const result = this.findRoute(req.method, url.pathname);
        
        if (result) {
          context.params = result.params;
          await result.route.handler(req, res, context);
        } else {
          this.sendNotFound(res, url.pathname);
        }
      } catch (error) {
        this.sendError(res, error);
      }
    };
  }

  sendNotFound(res, path) {
    res.writeHead(404, { 'Content-Type': 'application/json' });
    res.end(JSON.stringify({ 
      error: 'Not Found',
      message: `パス ${path} は見つかりませんでした`
    }));
  }

  sendError(res, error) {
    console.error('Server Error:', error);
    res.writeHead(500, { 'Content-Type': 'application/json' });
    res.end(JSON.stringify({ 
      error: 'Internal Server Error',
      message: process.env.NODE_ENV === 'development' ? error.message : 'サーバーエラーが発生しました'
    }));
  }
}

// JSONボディパーサーミドルウェア
function jsonBodyParser() {
  return (req, res, context, next) => {
    return new Promise((resolve) => {
      if (req.method === 'GET' || req.method === 'DELETE') {
        next();
        resolve();
        return;
      }

      const contentType = req.headers['content-type'] || '';
      if (!contentType.includes('application/json')) {
        next();
        resolve();
        return;
      }

      let body = '';
      req.on('data', chunk => {
        body += chunk.toString();
      });
      req.on('end', () => {
        try {
          context.body = body ? JSON.parse(body) : {};
        } catch {
          context.body = {};
        }
        next();
        resolve();
      });
    });
  };
}

// ロギングミドルウェア
function requestLogger() {
  return (req, res, context, next) => {
    const start = Date.now();
    console.log(`→ ${req.method} ${context.url.pathname}`);
    
    res.on('finish', () => {
      const duration = Date.now() - start;
      console.log(`← ${req.method} ${context.url.pathname} ${res.statusCode} (${duration}ms)`);
    });
    
    next();
  };
}

// ===== 使用例 =====
const router = new Router();

// ミドルウェアを登録
router.use(requestLogger());
router.use(jsonBodyParser());

// ユーザーAPI
router.get('/api/users', (req, res, { queryObject }) => {
  const { page = 1, limit = 10 } = queryObject;
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    data: [
      { id: 1, name: 'Alice' },
      { id: 2, name: 'Bob' }
    ],
    pagination: {
      page: Number(page),
      limit: Number(limit),
      total: 100
    }
  }));
});

router.get('/api/users/:id', (req, res, { params }) => {
  const userId = params.id;
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    id: userId,
    name: `User ${userId}`,
    email: `user${userId}@example.com`
  }));
});

router.post('/api/users', (req, res, { body }) => {
  res.writeHead(201, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    id: Date.now(),
    ...body,
    createdAt: new Date().toISOString()
  }));
});

router.put('/api/users/:id', (req, res, { params, body }) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    id: params.id,
    ...body,
    updatedAt: new Date().toISOString()
  }));
});

router.delete('/api/users/:id', (req, res) => {
  res.writeHead(204);
  res.end();
});

// ネストされたリソース
router.get('/api/users/:userId/posts', (req, res, { params, queryObject }) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    userId: params.userId,
    posts: [
      { id: 1, title: '最初の投稿' },
      { id: 2, title: '2番目の投稿' }
    ],
    query: queryObject
  }));
});

router.get('/api/users/:userId/posts/:postId', (req, res, { params }) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({
    userId: params.userId,
    postId: params.postId,
    title: `投稿 ${params.postId}`,
    content: 'これは投稿の内容です。'
  }));
});

// ヘルスチェック
router.get('/health', (req, res) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
  res.end(JSON.stringify({ status: 'ok', timestamp: new Date().toISOString() }));
});

const server = http.createServer(router.handler());
server.listen(3000, () => {
  console.log('サーバーが http://localhost:3000 で起動しました');
  console.log('利用可能なエンドポイント:');
  console.log('  GET    /api/users');
  console.log('  GET    /api/users/:id');
  console.log('  POST   /api/users');
  console.log('  PUT    /api/users/:id');
  console.log('  DELETE /api/users/:id');
  console.log('  GET    /api/users/:userId/posts');
  console.log('  GET    /api/users/:userId/posts/:postId');
  console.log('  GET    /health');
});

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# ユーザー一覧取得（ページネーション付き）
curl "http://localhost:3000/api/users?page=2&limit=20"

# 特定ユーザー取得
curl http://localhost:3000/api/users/42

# ユーザー作成
curl -X POST http://localhost:3000/api/users \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"name": "Charlie", "email": "charlie@example.com"}'

# ユーザー更新
curl -X PUT http://localhost:3000/api/users/42 \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"name": "Updated Name"}'

# ユーザー削除
curl -X DELETE http://localhost:3000/api/users/42 -v

# ネストされたリソース
curl "http://localhost:3000/api/users/42/posts?sort=createdAt"
curl http://localhost:3000/api/users/42/posts/1

# ヘルスチェック
curl http://localhost:3000/health