1 IDEとは？

IDE（integrated development environment）とはソフトウェア、プログラム、ライブラリを作

るために整備されたツール群を指します。おそらく、その中でも、もっとも有名なのはWindows

Visual Studio でしょう。Microsoft 社は、OS を販売するにあたって、その API(application

programmable interface) を広く普及させる戦略をとりました*1。誰でも、簡単に、そして無料で

ソフトウェアを開発できる環境を構築、公開したからこそ、windows がこれほど世に知れ渡るほ

ど普及した理由なのです。この、「開発」を担った（ている）のがWindows Visual Studio です。

これら IDE というソフトウェアは、プログラムのコードのコーディング、コンパイル（コードを

CPU にわかる形に翻訳する）はもちろん、デバッグ、リンク、アップデートなどといった従来人

間がコツコツとやってきた作業の多くを簡単にすることを可能にするものです。例えば、みなさん

gcc コマンドはご存知ですか？ gcc はこのうちコンパイル、リンク（リンキングとでもいうので

しょうか？）の二つを担います。つまり人間にわかりやすい形で書かれた　. の拡張子をもつファ

イルを、機械語であるオブジェクトファイル.o に変換し、その中に「定義」されている実体同士を

関連付けします（リンク）。emacs や vi は、コードを書くのに使います。数多くのコマンドや、機

能に慣れることで通常よりはるかに早くプログラムのソースを書くことを可能にしています。各

ファイル同士の関係、コンパイルの順序はMake

le に記述し、毎度の面倒な gcc コマンドの繰り返しを避けることができます。しかし、Windows

Visual Studio ならばどうでしょう。コンパイルはファンクションキーの F6 を押すだけ。Make

le を作る必要もなければ、リンクも自動でやってくれます。さらにすごいのはデバッグです。

CUI 環境では、gdb コマンドがそれを提供してくれますが、CUI 故、なれないうちはかなり扱い

にくいと言っていいでしょう。IDE ならば、この関数ちゃんと動いているかなぁ？と思ったらそ

の呼び出しの直前に breakpoint を置き、F5 キーを押す。CPU の処理が到達したらそこで自動で

止まってくれます。F10 を押したらその関数が実際に実行されます。どう変数が変化したでしょ

う？いつでも変数の変化をウィンドウで見ることができます。プログラム実行中にどのように変

数が変わるか、そしてその値がどのようなものか（極端な話、数字でない値（0 で割ってしまった

場合などに起こる nan など）や、エネルギー保存則を明らかに破る運動量などは見ればすぐにわ

かる）知ることが出来るのは大きなメリットです。テキストエディタとコンパイラの組み合わせで

も、C の標準関数の printf() や stream 用のクラス、cout といった機能を使うことで中身を出力で

きますが、すべての変数にそれのコードを書くのは無理でしょう。IDE なら心配無用。マウスの

カーソルを当てるだけで中身が見れるんです。僕がWindows を使う理由、その 80% はWindows

Visual Studio があるからです。普段、写真を見たりブラウザで facebook を見たり、メールのや

り取りをする上で、どの OS を用いるのかは個人の趣味の問題でしょう（多分）。しかし、開発と

なると便利なソフトウェアが用意されているかどうかがとっても大事です。だからこそ僕は昔から

*1 API とは、例えばディレクトリを操作したり、ウィンドウを表示させたり、マウスのクリックをプログラムに伝えたりといった OS が提供している機能をプログラマーが扱いやすい形（例えばメッセージボックスをmessagebox()

という関数として提供したりします。）で提供し、アプリケーションを開発するための敷居を下げるライブラリ群のことを言います。

1

慣れた Visual Studio をもつWindows を使っている、それぐらい有用なソフトなのです。では、

linux、mac ユーザーもWindows を使ったほうが良いと言っているのか？心配ご無用。ちゃんと

便利なツールがほかの OS にも揃っています。mac には xcode という列記たる純正ソフトがあり

ますし、eclipse はこれらどの OS でも使え、しかも、ほぼ同じような役割を果たしています。（む

しろ、人によってはWindows でも eclipse を使ってる人がいるくらいです。）単純に僕が他のソフ

トになれていないというだけであって、それら OS が劣っていることでは決してありません。以下

では、各 OS ごとにそれぞれに合った IDE とその使い方を説明していきます。

2

2 Windows Visual Studio のインストール（windows ユーザー）

Windows Visual Studioとは、これまでも説明してきたように、Windowsのアプリケーション

を開発するための統合環境の一つです。その名が示しているように、Windowsの純正ソフトであ

り、今後も様々なサポートが期待できます。2015年現在、C(C++)のみならず Visual Basic, C#,

python といった言語での開発がサポートされています。特にこだわりのない windows ユーザー

の方は、こいつをインストールするのがお勧めです。.acメールアカウントを持つ、あるいは学生

であることが証明できるユーザーは、上位のエディションを無料（or 安価）で手に入れることが

できるようですが、我々のような用途ではたぶん無料バージョンであるWindows Visual Studio

Express で十分です。Windows Visual Studio のウェブページはしょっちゅう更新されてしまう

ので、直リンクをからではなく google先生に聞いてもらうことにします。

googleでWindows Visual Studio Express for Desktopと検索してみましょう。2015年 8月現

在は、図 1みたいなページにヒットしました。二年に一回ほど、新しいバージョンに変わったりす

るのでややこしかったりしますが、同じようなページはきっとあるはずです。ダウンロードボタン

を押すと、インストール用のマネージャーがダウンロードされるので実行します。途中、Windows

のアカウントを要求されます。もし持っているのであれば問題ないですが、なければ登録しましょ

う。ここがちょっとばかしめんどくさいところですが、登録してもしつこくセールスのメールが来

るようなことはないので、諦めます。Windowsはそのユーザーの多さからウィルスの標的にされ

ることが多く、やろうと思えば簡単にウイルスを作れてしまう環境をおいそれと提供するわけには

いかないのかもしれませんね。インストールは、通信速度が確保できている環境では PC のスペッ

クにもよると思いますが、数十分ぐらいかかります。また、ディスクのスペースも手元の環境では

3.4GBほど消費します。とっても有用なので我慢しましょう。

3

図 1 Windows Visual Studio Express for Desktopで検索。

図 2 Windows Visual Studio Expressのアイコン。バージョンによって結構変わります。こ

れはWindow Visual Stuidio 2013のもの。

4

インストールが終わったら、Desktopに図 2のようなアイコンができているはずです。クリック

してみましょう。Windows Visual Studioのプロジェクトウィンドウが立ち上がりましたか？最

初の時はユーザーアカウントの認証があったかもしれません。必要な項目に記入するだけで特に難

しいことはありません。さて図 3のようなスタートページなるものが現われました。ここでは、最

近使用したファイルという項目に一覧が表示されていますが、当然始めたばかりのときは何も表示

されません。さて、とりあえず Hello worldを表示させるプログラムを作ることを目標にしましょ

う。新しくプログラムを作るときは、「新しいプロジェクト」をクリックします。プロジェクトと

は、一つのプログラムを作るうえで必要な実体の総称です。必要なソースなどの情報が一つのディ

レクトリの中にまとめられます（後述）。

「新しいプロジェクト」をクリックすると、図 4のようなウィンドウが現われます。我々が物理

学の解析をする上で必要になるのはほぼ間違いなく、コンソールアプリケーションです。いわゆ

る CUI上で動くプログラムで、コマンドライン上に計算結果を表示させたり、キーボードから入

力を行ったりするアレです。この文章は C++での開発のチュートリアルですから、左のリストか

ら Visual C++の左にある三角をクリックしましょう。全般を押し、空のプロジェクトを選びま

す。この「空のプロジェクト」こそコンソールアプリケーションのことに他なりません。次に、プ

ロジェクトを作るディレクトリとその名前を決めましょう。下にある、「名前」のテキストボック

スに、作りたいプロジェクトの名前を入れましょう*2。このプロジェクトの名前は一度決めてしま

うと後から変更することが出来ません（実は例外アリ*3）。今後長く使う可能性のあるプログラム

の場合、慎重に決めましょう。「場所」、のテキストボックスにはプロジェクト一式を置くディレ

クトリを指定します。一度作った後も、あとから移動できるので名前の時ほど神経質になるひつ

ようはありません。ここでは練習として、名前を「sample」、場所をデフォルトで指定されている

「Documents￥Windows Visual Studio 2013￥projects」にしました。

以下、物理学の解析、計算を行って行くうえで必ずしも必要はありませんが、せっかくなの

で残りのプロジェクトの種類に関しても簡単に説明します。これは、興味のあるひとのみ読め

ば OK です。Visual C++ CLR とは.NET フレームワーク（ドットネットフレームワークと読

む）を利用した C++ ライクなWindows フォームアプリケーションを作成する仕組み（？）で

す。.NETというのは言語に依存せず、WindowsのOSの機能を等しく扱えるようにした環境のこ

*2 初心者のうちはよくやってしまうのですが、物理の研究をしていくうえでディレクトリの名前に日本語をつけたり、空白文字を使うのは辞めましょう。研究をしていると、外人と情報を共有したくなることは結構あります。その時、日本語でディレクトリを組んでしまうと、彼らの PCではそのファイル名は文字化けしてしまいます。GUI が使える環境であれば、マウスでクリックすればディレクトリを開くことができますが、CUIではキー入力さえ困難になってしまうので、開くことさえできなくなるかもしれません。わざわざ日本語の名前を英語に戻すのはナンセンス！最初から、プライベートなものを除き、日本語は使わないようにしましょう。また、このような国際性の尊重という意味ももちろんのこと、全角文字があるとバグのもとになります。積極的に使っていいのは数字、アルファベット、そして半角のハイフン、アンダースコアーのみです。(ところが困ったことに、windowsはインストールしたプログラムの主要ファイルを c:￥Program Files (x86) などいった空白文字込のディレクトリに保存するのがデフォになってます。何のためにこんな名前にしてるのでしょう？バグの温床になりやすいエンコードがらみのウィークポイントを意図的に作っているのかと邪推してしまうほどです。)

*3 プロジェクトを作成すると、ソリューションファイルという.sln という拡張子を持つファイルが自動生成されます。拡張子は残しつつ、ファイル名のみを変え実行すると、実は新しい名前のプロジェクトになります。ただし、後述する内部のディレクトリの名前は元のままなので、一見するとわかりにくい構造になります。どうしても、という場合以外は名前を変えることは出来ないと思っておきましょう。多くの場合新しくプロジェクトを作り直したほうが簡単です。

5

とです。C#, VB.NET, F#などといったさまざまな言語で書かれたソースコードを中間言語であ

る CLI(Common Intermediate Language)に一旦変換し、そのうえでコンパイルします。どの言

語からも扱えるコードをマネージドコードと呼び、面白いことに「マネージド」されたコードは異

なる言語で書かれていようともデータのやり取りができたりします。CLRはその実装（Common

Language Runtime）のことを指し、これを用いることで GUI が簡単に作れたりします。昔の

Windows Visual Studio では今でいうところの通常の C++ でもWindows フォームアプリケー

ションが開発できたのですが、現在では C系列では CLRのみのサポートとなっています。CLR

は基本的に C++の上位互換として作られているようですが、C++で書いた「マネージド」され

ていないコード（アンマネージドという）をナイーブに CLRに移植しても、思うようにコンパイ

ルが通りません。ぶっちゃけ、僕も全容を理解できていません。

C++の欄にあるWin32とは、Windowsで動くアプリケーションを作成することを指していま

す。具体的には、静的ライブラリ (.lib)、動的ライブラリ（.dll）や、コンソールを必要としない

（というよりはコンソールが出てほしくない）アプリケーション、GUIの開発をすることを意味し

ています。CLRのフォームアプリケーション開発と比べると、Win32の C++で GUIの作成を

するのは敷居が高めだと思います。これらの開発のためには、Windows APIの理解が必要不可欠

であるため、中上級者向けです。このレベルの人はこのようなマニュアルを必要とせず自分で調べ

られるでしょうから、これ以上は割愛します。

6

図 3 スタートアップ画面。初期状態の配色の設定は白色ベースに黒字だと思いますが、ずっと

画面見てると疲れてくるので配色のテーマを変えてあります。配色のテーマは、ツールタブか

らオプションを選び、全般→配色テーマから変更できます。

7

図 4 新しいプロジェクトの作成。今回は C++のコンソールアプリケーションをつくるので、

左の Visual C++ の全般→空のプロジェクトを選ぶ。「名前」のツールボックスにプロジェク

ト名を入れ、場所にプロジェクトをつくるディレクトリを選ぶ。OK を押すと、自動的にプロ

ジェクトのディレクトリが指定した場所に生成されます。　

8

図 5 プロジェクトにソースを追加する。

さて、先のプロジェクト作成ウィンドウで OKを押せば、プロジェクトのディレクトリ一式が出

来上がります。プログラムを動かすにはそのもととなるソースコードが必要不可欠ですね。さっそ

くプロジェクトとソースコードを関連付けしましょう。図 5 を見てください。既にソースがある

場合は、そのファイルを右側のソリューションエクスプローラにドラッグアンドドロップ、これか

ら作る場合は、ソリューションエクスプローラの「ソースファイル」の上で右クリック、追加→新

しい項目を選びましょう。後者の場合は図 6 のような画面が出てきます。今回はヘッダファイル

を作るまでもないので、C++ ファイルを選択し「名前」を Source.cpp として「追加」を押しま

しょう。なお、後から説明する ROOTでは拡張子を.Cとすることが多いですが、そのソースをそ

のままWindows Visual Studioに持ってきて（たとえ main関数や includeを追加するなどの変

更を加えても）コンパイルしようとするとエラーがおきることがあります。これは Visual Studio

が C++ではなく Cとしてコンパイルしようとするためです。小文字の cを用いて.c拡張子とし

た場合も同様で、C++でコンパイルしたいときは拡張子を.cppか.ccのどちらかにしましょう。

「追加」を押すと Source.cpp が生成されテキストエディタが出てきますから、もっとも有名な

C++のコード、Hello worldを書きましょう。図 7にサンプルを示します。完成したら、さっそ

くコンパイルしましょう。うっとうしいMakefileの作成や面倒なオプションを追加キーで打つ必

9

要はありません。F6 or F7キーを押すか、タブから「ビルド」→「ソリューションのビルド」をク

リックします。もしそのまま一行目から実行したければ F10を押します（後述）。コードに問題が

なければ、コンパイルは成功するはずです。下に出力ウィンドウが現われ、正常にコンパイルが出

来た旨を伝えてくるでしょう。完成したコードを実行するには二つ方法があります。一つ目は、デ

バッグモードでWindows Visual Studioのなかで実行する方法、もう一つは出来たコンソールプ

ログラムをコマンドラインから実行する方法です。前者は後で説明しますから、いまは unixのよ

うにウィンドウから実行してみましょう。

ここで、できたプログラムを実行する前に、Windows Visual Studioのプロジェクトのディレク

トリ構造を説明しておきます。図 8 を見て下さい。今回はプロジェクトをつくるディレクトリに

「Documents￥Windows Visual Studio 2013￥projects」を選びましたからその下に、「sample」以

下のディレクトリが出来ています。先のコンパイルを終えた直後では、図と同じようになっている

ことでしょう*4。この中に含まれている sample.sln はプロジェクトを立ち上げるショートカット

のようなもので、次回以降このファイルをダブルクリックすれば、Windows Visual Studio が立

ち上がります。sample.sdfは、includeしたファイルを解析したデータなどを保持するファイルだ

と思われ、Windows Visual Studio でプロジェクトを開くと自動生成されます。このファイルは

比較的重くなりやすいので（数MB～数十MB）、USBメモリなどに入れて別の PCに移動すると

きなどはうざいことままあるのですが、幸い削除しても問題ありません。Windows Visual Studio

を実行するたびに生成されてしまいますが、アーカイブしておくときなどは削除したほうが幸せに

なれるでしょう。sampleのディレクトリの中には、ソースファイルやコンパイル時に生成される

オブジェクトファイルなどが自動格納されます。基本的に、あなたが作りたいプロジェクトのため

のコードはこの sampleの中に保存するようにしましょう。（また、上で述べた、Windows Visual

Studio上で Debugモードでプログラムを起動した場合、このディレクトリがホームディレクトリ

となります。）Debugのなかには、コンパイルしてできたプログラム（sample.exe）が生成されて

います。これを実行するにはマウスでダブルクリックすればいいのですが、プログラムが終えた瞬

間にコンソールも消えてしまいますから、コマンドプロンプト（unixでいうところのターミナル）

から実行します。Debug のディレクトリを開き、そのウィンドウのなかで shift ボタンを押しな

がら右クリックしましょう。そうすると、「コマンドウィンドウをここで開く」という項目がある

ので押します。コマンドプロンプト上で、sample.exe を呼ぶと見事 Hello world!が表示されまし

た！（図 9)。というわけで、ここまででとりあえず最低限のプログラム開発ができることがわかっ

たことと思います。ここまでで、Windows Visual Studioの基本的な使い方や、しくみが難しいも

のでもなければ、癖が強いものでもないことがわかっていただけたと思います。それでもなお、高

エネでは扱っている人が多いとは言えず、windowsユーザーの人でさえも、わざわざ unixを仮想

OS上で Bootして開発していたり、cygwinを使って windowsのプログラムを開発している人さ

えいます。Windows純正のコンパイラにも関わらず、それで Hello worldさえ作れない人が多い

*4 もし、あなたの PCに拡張子（.以後のアルファベット）が表示されていなければ、すぐにでも表示する設定にしましょう。Windows 8の環境化では、コントロールパネル→デスクトップのカスタマイズ→フォルダーオプション→表示→「登録されている拡張子は表示しないのチェックを外す。」から表示できるようになります。いつからだったか忘れましたが、Windows は defaultでは拡張子が表示されないようになっています。いくら OSを使うほとんどの人が素人だからといって、さすがに拡張子を表示しないのはユーザー舐め過ぎです。

10

のは非常に残念なことです。（これはMacでも同じことが言えて、xcodeというWindows Visual

Studioに相当する IDEがあるのにも関わらず、それを使えない人ばかりという現状があります。

せっかく便利な道具があるのにわざわざ昔の道具に固執する人が多いのはとても悲しいことです。）

図 6 ソースファイルを新たに作ります。Windows 　 Visual Studio では、C++ のソース

コードは.cpp、ヘッダファイルには.hの拡張子をそれぞれ使います。

図 7 毎度お馴染み Hello world。

11

図 8 Projectのディレクトリ構造。

図 9 コマンドプロンプト上で sample.exeを実行。たしかに Hello worldが実行された。

12

3 eclipse のインストール（linux、mac、windows ユーザー）

13