C Sharpその他 - 使用すべき機能

概要

新しい構文やライブラリが導入されたことで、記述方法が変わったものがある。
ここでは、その記述方法をまとめる。

使用すべき機能

マルチスレッド

ポイント : Taskクラスを使う。
時間がかかる処理は、マルチスレッドにすべきである。
特に、ネットワーク処理等、待ち時間の長い処理にはマルチスレッドが必須である。

• 以前(C# 1.0 / 1.1)の記述方法

  C# 1.0 / 1.1では、APM(Asynchronous Programming Model)というものがある。

  APMは、IAsyncResultを返すまたは受け取るBegin / Endメソッドのペアを使用する。

  例えば、WebRequestクラス(System.Net名前空間)は、APM型の非同期APIを持っている。

  ここでは、サンプルコードは割愛する。

• 以前(C# 2.0)の記述方法

  C# 2.0では、EAP(Event-based Asynchronous Pattern)という記述方法が流行った。

  EAPは、結果をイベントで返すものである。末尾がAsyncのメソッドとCompletedのイベントのペアを使用する。

  例えば、WebClientクラス(System.Net名前空間)が、EAP型の非同期APIを持っている。

 var wc = new WebClient { Encoding = Encoding.UTF8 };
 
 wc.DownloadStringCompleted += (sender, args) =>
 {
    var result = args.Result;
    Console.WriteLine(result);
 };
 
 wc.DownloadStringAsync(new Uri("http://ufcpp.net/study/csharp/"));

• C# 4.0の記述方法

  APMやEAPでは、複数の非同期処理を繋いで、1つの非同期APIにする作業が面倒だった。

  .NET Framework 4.0で導入されたTaskクラスでは、複数の非同期処理を繋ぐことが簡潔に記述できるようになった。

  そこで、非同期APIも、Taskクラスを返すメソッドを1つだけ用意するTAP(Task-based Asynchronous Pattern)という記述方法が今後の主流になる。

  .NET Framework 4.5では、標準ライブラリ中の非同期APIにTAP版が用意されている。

  例えば、WebRequestクラスのメソッドにも、TAP版が用意されます。

 var req = WebRequest.Create("http://ufcpp.net/study/csharp/");
 req.GetResponseAsync().ContinueWith(t =>
                                    {
                                       var res = t.Result;
 
                                       string result = null;
                                       using (var reader = new StreamReader(res.GetResponseStream()))
                                       {
                                          result = reader.ReadToEnd();
                                       }
                                       Console.WriteLine(result);
                                    });

• C# 5.0の記述方法

  C# 5.0では、さらに、非同期処理を、同期版と同じ構造のままで記述できるasync / awaitという機能が追加された。

  上記の例を、async /awaitを使用して記述し直すと、以下のようになる。

 private static async Task SampleAsync()
 {
    using(var req = WebRequest.Create(@"http://ufcpp.net/study/csharp/"))
    {
       var res = await req.GetResponseAsync();
 
       string result = null;
       using (var reader = new StreamReader(res.GetResponseStream()))
       {
          result = reader.ReadToEnd();
       }
       Console.WriteLine(result);
    }
 }

LINQ

ポイント: LINQ を使えば、不要な一時リストを使わない。
データを入力、加工後、集計して表示したいサンプルコードを以下に示す。

• 以前の記述方法

  イテレータ構文もLINQも無い場合は、以下のように記述していた。

  この記述方法では、一時的にListを生成しているので、データ量が増加すると、多くのメモリを消費する。

 using System;
 using System.Collections.Generic;
 
 class Program
 {
    static void Main()
    {
       var inputs = ReadIntFromConsole();
       var mapped = Square(inputs);
 
       foreach (var y in mapped)
       {
          Console.WriteLine("入力の二乗: {0}", y);
       }
    }
 
    static IEnumerable<int> ReadIntFromConsole()
    {
       var list = new List<int>();
       while (true)
       {
          var line = Console.ReadLine();
 
          if (string.IsNullOrWhiteSpace(line))
          {
             break;
          }
 
          int x;
          if (!int.TryParse(line, out x))
          {
                break;
          }
          list.Add(x);
       }
       return list;
    }
 
    static IEnumerable<int> Square(IEnumerable<int> source)
    {
       var list = new List<int>();
       foreach (var x in source)
       {
          list.Add(x * x);
       }
       return list;
    }
 }

• 現在の記述方法

  イテレータ構文とLINQを使用して、一時的なListクラスを生成しない。

 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
 
 class Program
 {
    static void Main()
    {
       var inputs = ReadIntFromConsole();
       var mapped = inputs.Select(x => x * x);
 
       foreach (var y in mapped)
       {
          Console.WriteLine("入力の二乗: {0}", y);
       }
    }
 
    static IEnumerable<int> ReadIntFromConsole()
    {
       while (true)
       {
          var line = Console.ReadLine();
 
          if (string.IsNullOrWhiteSpace(line))
          {
             break;
          }
 
          int x;
          if (!int.TryParse(line, out x))
          {
             break;
          }

          yield return x; // イテレータ構文
        }
    }
 }

IEnumerableを使う

ポイント : メソッドの引数や戻り値、プロパティの型には、IEnumerable<T> を使う。
データ列に対して、前から順に1要素ずつ読む操作のみを行う場合、List<T>クラスや配列ではなく、IEnumerable<T>インターフェイスを使う。

 // ダメなコード
 // この記述では、配列の内容を書き換えられる
 static readonly int[] SampleData = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 
 // 読み取り専用にも関わらず、int[]で受け取っている
 static void Output(int[] data)
 {
    foreach (var x in data)
    {
       Console.WriteLine(x);
    }
 }

 // 良いコード
 // 読み取り専用なら、IEnumerableにする
 static readonly IEnumerable<int> SampleData = { 1, 2, 3, 4, 5, };
 
 // 上記と同様に、引数の型もIEnumerableにする
 static void Output(IEnumerable<int> data)
 {
    foreach (var x in data)
    {
       Console.WriteLine(x);
    }
 }

XML

ポイント : XDocumentクラス(System.Xml.Linq名前空間)を使う。
C# 3.0/.NET 3.5にて、LINQが導入されたことで、データ処理においてIEnumerable<T>インターフェイスが特別な意味を持つようになった。
それに合わせて、XMLの読み書きのためにも、IEnumerableでXML要素一覧を読み出せるようなクラスが新たに追加された。

• 以前の記述方法

  .NET 3.0以前では、XmlDocumentクラス(System.Xml名前空間)を使っていた。

• 現在の記述方法

  .NET 3.5から、XDocumentクラスが追加された。IEnumerable<XElement>で要素一覧を読み出せるので、LINQ to Objectsが使える。

 var doc = XDocument.Load(filename);
 var ns = doc.Root.Name.Namespace;
 
 var titles = from x in doc.Root.Elements(ns + "section")
              select x.Attribute("title").Value;
 
 foreach (var title in titles)
 {
    Console.WriteLine(title);
 }

自動実装プロパティ

ポイント : フィールドをpublicにしてはいけない。自動実装プロパティを使用する。
後からの変更に備えて、ただフィールドを読み書きするだけのプロパティを作ることがある。
下記のようにすれば、後から処理を加えることになっても、 クラスの利用側の再コンパイルは不要である。

 private int _x;
 
 public int X
 {
    get;
    set;
    //get { return _x; }
    //set { _x = value; }
 }

また、外部からは読み取り専用なプロパティを作る場合は、以下のように記述する。

 public int X
 {
    get;
    private set;
 }