.NET Framework SDKで始める.NETプログラミング(前編)

7.Hello World展覧会(4)
- マネージド C++ -

デジタルアドバンテージ 遠藤孝信
2001/02/10

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マネージドC++版Hello World

 中間コード形式であるMSILのコードを生成するC++は、マネージド拡張されたC++(Managed Extensions for C++)、あるいはマネージドC++(Managed C++)と呼ばれ、これまでのC++と区別されるようになった。これに対し、特定のハードウェア・プラットフォームやOS向けのネイティブ・コードを出力する従来のC++は、アンマネージドC++(Unmanaged C++)と呼ばれる。マネージドC++では、CLRに対応するために言語仕様が若干拡張されている。

 マネージドC++で記述したHello Worldプログラムは次のようになる。

  1: // cpphello.cpp
  2:
  3: #using <mscorlib.dll>
  4:
  5: using namespace System;
  6:
  7: void main()
  8: {
  9:  Console::WriteLine("Hello Managed C++ World!");
 10: }
マネージドC++版Hello Worldのソースコード
  1: コメント行。
  2: #usingはCLR対応のために追加されたキーワード。これによりC++コンパイラは、クラス・ライブラリやネームスペースに関する情報を取得する。
  5: Systemネームスペースを使用するという宣言。C++ではこのように“namespace”を明記する。
  7: プログラムが起動されると最初に実行されるmain関数。
  9: 他の言語と同じく、出力したい文字列を指定して、ConsoleクラスのWriteLineメソッドを呼び出す。

 3行目の“#using”は、C#やVB.NETのコードになかった余分なコードだが、これはCLR対応のためにC++に追加されたキーワードの1つで、これによりC++コンパイラは、クラス・ライブラリやネームスペースについての情報を取得できるようになる。ここで指定されているmscorlib.dll(DLLファイル)には、.NET Frameworkの基本的なクラス・ライブラリのアセンブリが含まれており、Consoleクラスもここに含まれているため、この指定が必要になってくる。これはマネージドC++コードでのお約束の1つだ。

 C++でマネージド・コードを出力する場合には、コンパイル・オプションとして“/CLR”を指定する。“/CLR”オプションなしでこのHello Worldプログラムをコンパイルしても、「マネージ ターゲット コードには '#using <mscorlib.dll>' と /CLR スイッチが必要です。」というコンパイル・エラーが出力されてしまう。

マネージドC++版Hello Worldをコンパイル、実行したところ

 C++のHello Worldプログラムでは、出力ストリームの“cout”を使用するのが一般的である。

1: #include <iostsream.h>
2:
3: main() {
4:  cout << "Hello World";
5: }
coutストリームを使用する一般的なC++のHello World

 しかし.NET SDKでは、このように“cout”出力ストリームを使用するプログラムは記述できない。そもそも.NET SDKには、iostream.hファイルがない。

 ただしVS.NETでは、C++用のヘッダーやライブラリが含まれており、このcout版Hello Worldをコンパイルすることができた。

マネージドC++版Hello World(Cバージョン)

 C++はC言語のスーパーセットであるため、C言語で記述したプログラムもコンパイルすることができる。次のコードはC言語の仕様の範囲で記述した、少し懐かしいHello Worldである。

1: /* chello.c */
2:
3: #include <stdio.h>
4:
5: void main()
6: {
7:  printf("Hello Managed C World!\n");
8: }
C言語で記述したHello Worldのソースコード

 このプログラムをコンパイルして実行すると次のようになる。

C言語版Hello Worldをコンパイル、実行したところ

 C++の場合と同じく、“/CLR”オプションを指定することによりマネージド・コードが出力される。ただし、文字出力に使用しているprintf関数は.NETのクラス・ライブラリに含まれるものではなく、C言語の標準ライブラリに含まれるものである(実体は\Program Files\Microsoft.Net\FrameworkSDK\Libにあるファイル)。このクラス・ライブラリはマネージド・コードではないため、生成された実行ファイル(exeファイル)では、PInvoke(Platform Invocation service)と呼ばれる機能を使用しているようだ。

 PInvokeは、マネージド・コードからアンマネージド・コードのライブラリを呼び出すために用意されたサービスである。通常このPinvoke機能は、Win32 APIをC#やC++プログラムから呼び出すために使用される。例えば次のコードは、C#のプログラムから、メッセージ・ボックスを表示するためのWin32 APIであるMessageBoxAというAPIを呼び出した例である。

  1: // pinvoke.cs
  2:
  3: using System;
  4: using System.Runtime.InteropServices;
  5:
  6: class PInvokeClass
  7: {
  8:  [DllImport("user32.dll")]
  9:  public static extern int
 10:   MessageBoxA(int h, string m, string c, int type);
 11:  static void Main()
 12:  {
 13:   MessageBoxA(0, "Hello PInvoke World!", "From C#", 0);
 14:  }
 15: }
メッセージ・ボックス版Hello World(C#からPInvokeを使用してWin32 APIを呼び出したもの)
PInvokeはマネージド・コードからアンマネージド・コードのライブラリを呼び出すために用意されたサービスである。PInvokeを使用してアンマネージド・コードのDLLを呼び出すには、呼び出す関数を[DllImport]属性を指定して宣言しておく。
  4: 8行目のDllImportを使用するために必要なネームスペース。
  6: ここでは“PinvokeClass”というクラス名をつけた。
  8〜10: PInvokeを使用してアンマネージド・コードのDLLを呼び出す場合には、このように呼び出す関数を[DllImport]属性を指定して宣言しておく必要がある。
  13: Win32 APIであるMessageBoxAの呼び出し。

 マネージド・コードからPInvokeを使用してアンマネージド・コードであるWin32 APIを呼び出すには、あらかじめ呼び出すAPIの型を[DllImport]属性を付けて宣言しておく必要がある(8〜10行目)。DllImport属性のパラメータに指定した“user32.dll”は、MessageBoxAが含まれるDLLファイルである(\WINNT\System32\user32.dll)。

 プログラムをコンパイルし、実行すると、次のようなメッセージ・ボックスが表示される。

メッセージ・ボックス版Hello Worldを実行したところ
プログラムをコンパイルし、生成されるEXEファイルを実行すると、このようなメッセージ・ボックスが表示される。

 ちなみに、Windows Formsを使用して上記と同様のメッセージ・ボックスを表示するには

System.WinForms.MessageBox.Show("Hello World!", "From C#");

とするだけでOKだ。これはstaticメソッドであるため、単体で使用することができる。Pinvokeを使用したメッセージ・ボックスは直接Win32 APIを呼び出しているのに対し、この呼び出しはWin32 APIを実装したクラス・ライブラリを呼び出している。プログラムでメッセージ・ボックスを使いたいのであれば当然こちら側を使用すべきだ。こうしておけば、将来的にWindowsが64bit化され、user32.dllがuser64.dllになったとしても、あるいはMessageBoxAというAPIを持たないLinuxに.NET Frameworkが移植されたとしても、プログラムを修正する必要はなくなる。最終的にどのような実装になるかは分からないが、Windows Formsを使用しておけば、少なくとも小さなウィンドウを表示してメッセージを出力するという動作は保証されている。

 文献によっては、.NET SDKを利用して出力できるのはマネージド・コードのみという記述をしているものもあるようだが、/CLRオプションなしで、上のchello.cを以下のようにコンパイルすると、アンマネージドな、つまり通常のEXEファイルを作成することができた。

cl chello.c

 こうして生成されたchello.exeは、.NET SDKをインストールしていないPCでも実行することができた。

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 INDEX
  [特集] .NET Framework SDKで始める.NETプログラミング(前編)
    1..NET Framework SDKとは?
    2..NET Framework SDKをインストールする前に
    3..NET SDKのインストール
    4.Hello World展覧会(1)
    5.Hello World展覧会(2) - C# -
    6.Hello World展覧会(3) - VB.NET,JScript.NET -
  7.Hello World展覧会(4) - マネージド C++ -
    8.Hello World展覧会(5) - MSIL -
    9.Hello World展覧会(6) - Windows Forms -
   10.Hello World展覧会(7) - Webサービス -
   11.Hello World展覧会(8) - Webアプリケーション -
 
  [特集].NET Framework SDKで始める.NETプログラミング(後編)

 



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