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プログラミング C# - 翔ソフトウェア (Sho's)

C#/.NET/ソフトウェア開発など

メタプログラミング入門 - はじめに

.NET C#
Metasequoia

数回に渡って、C#/.NET によるメタプログラミングを紹介して行きたい。

先ずは概要から。

■ メタプログラミング

・メタとは

メタ (meta) は、「高次な-」「超-」等の意味の接頭語で、ギリシャ語から来ている。

プログラミングでは、メタプログラミングの他、メタクラス (=クラスがインスタンスとなるクラス)、メタデータ (データが持つそのデータ自身についての付加的なデータ) 等で用いられている。

・メタプログラミングとは

メタプログラミングは、「高次なプログラミング」ということで、「プログラムを操作したり出力したりするプログラムを書くこと」だ。

プログラムでプログラムを出力する (メタプログラミング) 方が、手でプログラムを書くよりも効率的な場合がある。

・DRY の原則とメタプログラミング

プログラミングでは、「DRY (Don't repeat yourself) の原則」というものが重視される。「繰り返しを避けるべし」というものだ。

オブジェクト指向プログラミングジェネリック プログラミング等では、抽象化を行うことで、或る程度コードの重複を避けることができる。

だが、「銀の弾などない」という言葉が示すように、オブジェクト指向を採用すれば、或いは、ジェネリック プログラミングを用いれば、それで常にうまく行く、という訳には行かない。何か一つのパラダイムで全てが解決する、というような特効薬などなく、状況に合った幾つかの方法を組み合わせて用いる必要がある。

メタプログラミングもそうしたものの一つだ。

例えば、似たようなプログラムが繰り返し必要な場合に、メタプログラミング、即ち、「プログラムを操作したり出力したりするプログラムを書くこと」で、プログラミングの手書きソースコードの重複や手書き作業の重複を避けられる場合がある。

・メタプログラミングが有効な例

メタプログラミングが有効な例として、次のようなものがある。

  • コンパイラー/インタープリター
    ホスト言語のソースコードから動的に対象言語のプログラムを生成
  • O/R マッパー
    クラスやオブジェクトから動的に SQL を生成
  • XML や JSON の入出力
    クラスやオブジェクト等から動的に XMLJSON を生成/XML や JSON から動的にクラスやオブジェクト等を生成
    (生成するプログラムをプログラムで生成)
  • モック (mock) オブジェクト
    モック (ユニットテストで用いられる代用のオブジェクト) を動的に生成
    (生成するプログラムをプログラムで生成)
  • Web アプリケーション
    クライアント側で動作するプログラム (HTMLJavaScript 等) をサーバー側で動的に生成

C#/.NET におけるメタプログラミング

C#/.NET で、「プログラムを操作したり出力したりするプログラムを書く」為には、次のような技術が用意されている。

これらの他に、Visual StudioT4 (Text Template Transformation Toolkit) Template という機能を使って、コードを生成させる方法もある。

次回から、これらの技術について、紹介して行こうと思う。