Windows ストアアプリをC++/CX で作るHokuriku.NET vol.122013/8/3 Sat

遥佐保（はるか・さお）

はじめに

@hr_sao

コミュニティ• Room metro （大阪）• ExceptionalC++ 読書会（大阪）• SQLWorld （大阪）Microsoft MVP for Client App Dev

　 [Jan,2010 - Dec,2013]

自己紹介

C++/CX に対する理解度を深める

本日の目的

網羅性があるわけではありません個人の体験と志向に基づきます

注意点

1. How about C++/CX

2. Windows Store Apps

3. grammar

4. How to program

5. Problem

6. summary

Topics

1. How about C++/CX

メリット1. Portability

　　　　 Linux と Windows で同じコードを動かす

2. Reusability

　　　　既存ライブラリ使いたい3. Performance

　　　　 .NET がリッチすぎる

Now… use cases for C++

こういうところに憧れる… ?

例えば、 Windows で C++ を使う人の本音は• ファイルの操作、もっと楽に出来ないのかなぁ• 表示といえば、 MFC/DirectX/GDI… なんでこんなにコー

ディング量多いの… ( ￣ д ￣ ) 　ｴｰ• いつも「それ C# がよしなにやってくれるよ」と言われる• Java/C# 使いたくない！！

そこでＣ＋＋の拡張です！

Why Language Extensions?

C++ 言語の拡張 (/ZW オプション )

　 Visual C++ コンパイラの拡張機能です　 C++11 対応　 C++/CLI のサブセットに相当しますWindows ストアアプリの作成用　※ストアアプリ以外でも利用可能

C++/CXCLIはマネージ

CXはネイティブ

2. Windows Store Apps

Windows 8 デバイス上で動作する新しい種類のアプリケーション• ウィンドウは１つ• タッチ UI が快適• アプリ同士の連携• アプリバー・チャームバー• タイル

Windows Store Appshttp://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/windows/apps/hh974576.aspx

WinRT は API – 言語単なるインタフェース 実体は DLL

Desktop apps

CC++

Win32

C#VB

.NET SL

HTMLJavaScrip

t

Internet Explorer

Windows store apps

Windows Kernel Services

Communication

& Data

Devices & Printing

WinRT APIs

Graphics & Media

Application Model

XAMLJavaScrip

t

HTML / CSS

C/C++ C#/VB

DirectX

デスクトップからも呼べるよ

※ XAML/HTML系以外

Windows Runtime を各言語から利用

機能C++/CX名前空間

C#/VB名前空間

JavaScriptオブジェクト

Windows Runtime

Windows Windows Windows

ABI 互換用 Platform System WinJS

C++/CX ⇔ C#/VB

JavaScript ⇒ C++/CX , C#/VB

Windows Runtime APIs

Windows Kernel Services

Windows Runtime APIs

Communication & Data

Devices & Printing

Graphics & Media

Application Model

Application binary Interface (ABI)

• アプリケーションバイナリインタフェース (ABI)• バイナリレベルの互換が保障

• ABI を利用して API を提供

メタデータを記載しているWindows Runtime の実体は EXE や DLLHKLM\Software\Microsoft\WindowsRuntime\ActivatableClassId

WinMD で紐付け

Store apps Desktop

Visual Studio 2012 の C++ の世界

Windows8

DirectX

Windows　 Phone8

DirectX apps for phone

XAML for C++

WRL WTLMFC

WindowsRuntime のコンポーネントを作成できるテンプレートライブラリ• ABI レベルで動作• 直接 COM アクセスできる• C++/CX 使わなくてもいいデモ：　　 ABI::Windows::UI::Notifications

（余談） Windows Runtime C++ Template Library (WRL)http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/vstudio/hh438466.aspx

OS process

WindowsStoreApps 環境 (UI XAML)http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/windows/apps/jj160326.aspx

Windows Kernel Services

Windows Runtime Win32 and COM CRT STL PPL

App container ( package manifest )

UI controls( XAML )

相互互換のためのC++ 言語拡張機能( 中間の変換無し ) C++ 実装クラス

( ネイティブ )VS プロジェクト

テンプレートC++/CX

混ぜるな危険！

Access Documents-Pakage.appxmanifest

3. grammar

• enum class {}

• Platform::Object^

• Platform::String^

• T^ 識別子• T% 識別子• ref new

C++/CX の文法抜粋http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/windows/apps/br212455.aspx

• Windows Runtime オブジェクトへのポインタ• C++ 標準の std::shared_ptr* と同等

• 参照カウンタを取る• コピー可能（所有元をカウント）• ムーブ可能（データコピーは発生しない）• GC 対象• C++ の場合、配列 / 文字列などムーブかコピーか選択出来

る

ポインター： ^http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/yk97tc08.aspx

• Windows Runtime オブジェクトを割り当て• C++ 標準の new 相当 =ref new

• C++ 標準の final 相当 =sealedref class Person sealed{ ← Person^ p = ref new Person();

public:

Person();

property Windows::Foundation::Metadata:: … }

ref new / sealedhttp://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/0w2w91tf.aspx http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/windows/apps/hh699870.aspx

Windows Runtime で利用する文字コードは UTF-16

• 内部処理は std::wstring or L“xxx”

• XAML/ 外部公開は Platform::String^ // 直接代入 Platform::String^ str1 = “aaa”; // String⇒wstring std::wstring ws1( str1->Data() ); // wstring⇒String Platform::String^ str2 = ref new String( ws1.c_str());

文字列： String

<Button x:Name="btn00" Content="Cleck me :)"/>

XAML Obj を利用可能な pointer に

void ::StoreApp1::MainPage::InitializeComponent()

{ …

btn00 = safe_cast<::Windows::UI::Xaml::Controls::Button^>

(static_cast<Windows::UI::Xaml::IFrameworkElement^>

(this)->FindName(L"btn00"));

… }

MainPage.g.hpp

MainPage.xamlAuto Generated

4. How to program

MSDN : C++ を使った Windows ストア アプリのためのロードマップhttp://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/windows/apps/xaml/hh700360.aspx

Windows ストアアプリのための C++ 情報まとめ• concurrency::create_async …

• task – then(), when_all() …

• casablanca – C++ REST SDK bindings to HTTP, JSON, and URIs

ストアアプリで C++ を選択したら…

http://hilo.codeplex.com/

C++ と XAML を利用するための実践的サンプル

HiloWindows7の時は DirectXでした

今は C++/XAML版と、 JavaScript版があるよ

C++/CX プログラミングノウハウ• 型変換のオーバーヘッドに気を付ける• Ref クラスは相互運用を目的とする• 内部型を public ref クラスで公開しない　　　…などなど

Hilo

Hilo で Windows ストアアプリの作り方を覚えたら、次は通信がしたくなる http://casablanca.codeplex.com/

Casablanca – C++ REST SDK

• REST サービス (Windows Vista/7/8, Linux)　　　 VS2010/2012, クラウドベースの通信サポート

• 非同期処理、ストリームバッファ• HTTP Client

• C++11 base

• Apache オープンソース

Casablanca とは

Azureなど

5. problem

実際には「 Windows ストアアプリ用」の設計を

理解する必要があります

• 型違いによるコンパイルエラー• ネイティブ C++ 型を public メンバとするア

プリケーション設計• だいたい C++ のふりしてさ… (*´Д｀ )• そもそもサンプルソースコードや解説が少ない様に感じる

学習してもつまづく部分が多いC++ という言語を知っているがゆえに、ストア

用設計に頭が切り替わりにくい

実際やってみると障害

public ref class MainPage sealed{

public:

MainPage();

private:

pplx::task<void> get_http_request();

};

例） Web から情報をとってきたい#include <pplx.h>#include <http_client.h>などインクルードしな

いといけない

using namespace concurrency;using namespace pplx;using namespace web::http::client;など宣言しないといけない

• MainPage.xaml.h に include ファイルを追加する

　→ App.xaml.cpp でエラーが出る ( 場合もある )

• 全ての include ファイルを pch.h （プリコンパイルヘッダ）に固定化ヘッダファイルとして追加する

　→コンパイル時メモリ不足になる ( 場合もある )

例）ヘッダファイルに追加したい

MainPage.xaml に通信処理をまるっと入れようとしたのが間違い

ネイティブで処理できる処理と、Windows ストアアプリの処理の境界は？

例）何がダメだったのか？

summary

• C++/CX は Visual C++ コンパイラの拡張機能

コンパイルオプションは /ZW

• Windows Runtime API は ABI 互換• C++ ネイティブと C++/CX の役割は異なる

public 部分→ Platform名前空間

• 情報は多いが、実際には慣れが必要

まとめ