C++/WinRT と C++/CX 間の相互運用

[アーティクル]
07/13/2023

このトピックを読む前に、「C++/CX から C++/WinRT への移行」のトピックの情報が必要です。このトピックでは、C++/CX プロジェクトを C++/WinRT に移植するための 2 つの主要な方法について説明します。

プロジェクト全体を 1 回の動作で移植する。プロジェクトが大きすぎない場合の最も簡単なオプションです。 Windows ランタイムコンポーネントプロジェクトがある場合は、この方法が唯一のオプションです。
プロジェクトを段階的に移植する (コードベースのサイズまたは複雑さによってはこれが必要になる場合があります)。しかしこの方法では、C++/CX と C++/WinRT のコードがしばらくの間同じプロジェクト内に共存する移植プロセスに従うことが必要になります。 XAML プロジェクトの場合、XAML ページの種類は常に、すべて C++/WinRT "または" すべて C++/CX の "いずれか" である必要があります。

この相互運用のトピックは、プロジェクトを段階的に移植する必要がある場合の "2 番目の" 方法に関連しています。このトピックでは、同じプロジェクト内の C++/CX オブジェクト (およびその他の型) を C++/WinRT オブジェクトに (およびその逆に) 変換するために使用できるさまざまな形式のヘルパー関数のペアについて説明します。

これらのヘルパー関数は、C++/CX から C++/WinRT にコードを段階的に移植するときに非常に便利です。または、移植するかどうかにかかわらず、1 つのプロジェクトで C++/WinRT と C++/CX の両方の言語プロジェクションを使用し、これらのヘルパー関数を使用して 2 つの間で相互運用することができます。

このトピックを読んだ後、PPL タスクとコルーチンを同じプロジェクトで同時にサポートする方法を示す情報とコードの例 (タスクチェーンからコルーチンを呼び出す場合など) については、高度なトピック「非同期性、および C++/WinRT と C++/CX 間の相互運用」を参照してください。

from_cx および to_cx 関数

ここでは、interop_helpers.h という名前のヘッダーファイルのソースコードリストを次に示します。このファイルには、さまざまな変換ヘルパー関数が含まれています。プロジェクトを段階的に移植すると、まだ C++/CX である部分と、既に C++/WinRT に移植された部分が存在することになります。これらのヘルパー関数を使用すると、このような 2 つの部分の境界点で、プロジェクト内のオブジェクト (およびその他の型) を C++/CX と C++/WinRT との間で変換できます。

コードリストの後のセクションでは、このヘルパー関数と、プロジェクトでヘッダーファイルを作成して使用する方法について説明します。

// interop_helpers.h
#pragma once

template <typename T>
T from_cx(Platform::Object^ from)
{
    T to{ nullptr };

    if (from != nullptr)
    {
        winrt::check_hresult(reinterpret_cast<::IUnknown*>(from)
            ->QueryInterface(winrt::guid_of<T>(), winrt::put_abi(to)));
    }

    return to;
}

template <typename T>
T^ to_cx(winrt::Windows::Foundation::IUnknown const& from)
{
    return safe_cast<T^>(reinterpret_cast<Platform::Object^>(winrt::get_abi(from)));
}

inline winrt::hstring from_cx(Platform::String^ const& from)
{
    return reinterpret_cast<winrt::hstring&>(const_cast<Platform::String^&>(from));
}

inline Platform::String^ to_cx(winrt::hstring const& from)
{
    return reinterpret_cast<Platform::String^&>(const_cast<winrt::hstring&>(from));
}

inline winrt::guid from_cx(Platform::Guid const& from)
{
    return reinterpret_cast<winrt::guid&>(const_cast<Platform::Guid&>(from));
}

inline Platform::Guid to_cx(winrt::guid const& from)
{
    return reinterpret_cast<Platform::Guid&>(const_cast<winrt::guid&>(from));
}

from_cx 関数

from_cx ヘルパー関数では、C++/CX オブジェクトを同等の C++/WinRT オブジェクトに変換します。この関数は、C++/CX オブジェクトを基礎となる IUnknown インターフェイスポインターにキャストします。次に、このポインター上で QueryInterface を呼び出し、C++/WinRT オブジェクトの既定のインターフェイスを照会します。 QueryInterface は、C++/CX safe_cast 拡張と同等の Windows ランタイムアプリケーションバイナリインターフェイス (ABI) です。 winrt::put_abi 関数は、別の値に設定できるように C++/WinRT オブジェクトの基礎となる IUnknown インターフェイスポインターのアドレスを取得します。

to_cx 関数

to_cx ヘルパー関数では、C++/WinRT オブジェクトを同等の C++/CX オブジェクトに変換します。 winrt::get_abi 関数は、C++/WinRT オブジェクトの基礎となる IUnknown インターフェイスのポインターを取得します。この関数は、C++/CX safe_cast 拡張を使用して要求された C++/CX 型を照会する前に、このポインターを C++/CX オブジェクトにキャストします。

`interop_helpers.h` ヘッダーファイル

プロジェクトでヘルパー関数を使用するには、次の手順を実行します。

新しいヘッダーファイル (.h) 項目をプロジェクトに追加し、interop_helpers.h という名前を付けます。
interop_helpers.h の内容を、上記のコードリストで置き換えます。
これらのインクルードを pch.h に追加します。

// pch.h
...
#include <unknwn.h>
// Include C++/WinRT projected Windows API headers here.
...
#include <interop_helpers.h>

C++/CX プロジェクトの取得と C++/WinRT サポートの追加

このセクションでは、既存の C++/CX プロジェクトを取得し、C++/WinRT サポートをこれに追加し、そこで移植作業を行うことを決定した場合に行うことについて説明します。 C++/WinRT の Visual Studio のサポートに関する記事も参照してください。

プロジェクト内で from_cx および to_cx ヘルパー関数を使用するなど、C++/CX および C++/WinRT を C++/CX プロジェクト内で混在させるには、プロジェクトに C++/WinRT サポートを手動で追加する必要があります。

最初に、Visual Studio で C++/CX プロジェクトを開き、プロジェクトのプロパティの [全般]>[ターゲットプラットフォームバージョン] が 10.0.17134.0 (Windows 10 バージョン 1803) 以上に設定されていることを確認します。

C++/WinRT NuGet パッケージをインストールする

Microsoft.Windows.CppWinRT NuGet パッケージでは、C++/WinRT ビルドサポート (MSBuild プロパティ/ターゲット) が提供されています。これをインストールするには、[プロジェクト]>[NuGet パッケージの管理...]>[参照] の順にメニュー項目をクリックし、検索ボックスにMicrosoft.Windows.CppWinRT と入力するか貼り付けます。検索結果の項目を選択し、[インストール] をクリックしてそのプロジェクトにパッケージをインストールします。

重要

C++/WinRT NuGet パッケージをインストールすると、プロジェクトで C++/CX のサポートが無効になります。 1 回の動作で移植する場合は、そのサポートを無効のままにしておくことで、ビルドメッセージを使用して C++/CX のすべての依存関係を検索 (および移植) できるようにする (最終的には純粋な C++/CX プロジェクトだったものを純粋な C++/WinRT プロジェクトにする) ことをお勧めします。ただし、再度有効にする方法については、次のセクションを参照してください。

C++/CX サポートを再び有効にする

1 回の動作で移植する場合は、これを行う必要はありません。しかし、段階的に移植する必要がある場合は、この時点でプロジェクトで C++/CX のサポートを再び有効にする必要があります。プロジェクトのプロパティで、[C/C++]>[全般]>[Windows ランタイム拡張機能の使用]>[はい (/ZW)] を選択します。

別の方法として (または、XAML プロジェクトの場合は、それに加えて)、Visual Studio の C++/WinRT プロジェクトプロパティページを使用して、C++/CX サポートを追加することもできます。プロジェクトのプロパティで、[共通プロパティ]>[C++/WinRT]>[Project Language]\(プロジェクト言語\)>[C++/CX] を選択します。これを行うと、次のプロパティが .vcxproj ファイルに追加されます。

  <PropertyGroup Label="Globals">
    <CppWinRTProjectLanguage>C++/CX</CppWinRTProjectLanguage>
  </PropertyGroup>

重要

Midl ファイル (.idl) の内容を処理してスタブファイルにするようビルドする必要がある場合は常に、[Project Language]\(プロジェクト言語\) を [C++/WinRT] に戻す必要があります。ビルドによってスタブが生成されたら、[Project Language]\(プロジェクト言語\) を [C++/CX] に戻します。

同様のカスタマイズオプション (cppwinrt.exe ツールの動作を微調整するオプション) の一覧については、Microsoft.Windows.CppWinRT NuGet パッケージの readme をご覧ください。

C++/WinRT ヘッダーファイルを含める

少なくとも、次に示すようにプリコンパイル済みヘッダーファイル (通常は pch.h) に winrt/base.h を含める必要があります。

// pch.h
...
#include <winrt/base.h>
...

しかし、ほとんどの場合、winrt::Windows::Foundation 名前空間の型が必要になります。また、他にも必要な名前空間があることがわかっている場合もあります。したがって、これらの名前空間に対応する C++/WinRT の投影された Windows API ヘッダーを以下のように含めます (winrt/base.h は自動的に含められるため、ここで明示的に含める必要はありません)。

// pch.h
...
#include <winrt/Windows.Foundation.h>
// Include any other C++/WinRT projected Windows API headers here.
...

また、名前空間のエイリアス namespace cx および namespace winrt を使用する手法については、次のセクション (「C++/WinRT プロジェクトの取得と C++/CX サポートの追加」) のコード例を参照してください。この手法を使用すると、そうしなかった場合に発生する可能性がある C++/WinRT プロジェクションと C++/CX プロジェクションの間の名前空間の競合に対処できます。

プロジェクトに `interop_helpers.h` を追加する

これで、from_cx および to_cx 関数を C++/CX プロジェクトに追加できるようになります。これを行うための方法については、上記の「from_cx および to_cx 関数」セクションを参照してください。

C++/WinRT プロジェクトの取得と C++/CX サポートの追加

このセクションでは、新しい C++/WinRT プロジェクトを作成し、そこで移植作業を行うことを決定した場合に行うことについて説明します。

プロジェクト内で from_cx および to_cx ヘルパー関数を使用するなど、C++/WinRT および C++/CX を C++/WinRT プロジェクト内で混在させるには、プロジェクトに C++/CX サポートを手動で追加する必要があります。

いずれかの C++/WinRT プロジェクトテンプレートを使用して、Visual Studio で新しい C++/WinRT プロジェクトを作成します (C++/WinRT の Visual Studio のサポートに関する記事を参照してください)。
C++/CX に対するプロジェクトのサポートを有効にします。プロジェクトのプロパティで、[C/C++]>[全般]>[Windows ランタイム拡張機能の使用]>[はい (/ZW)] を選択します。

使用中の 2 つのヘルパー関数を示す C++/WinRT プロジェクトの例

このセクションでは、from_cx および to_cx の使用方法を示すサンプル C++/WinRT プロジェクトを作成できます。ここでは、異なる断片コードの名前空間のエイリアスを使用して、C++/WinRT プロジェクションと C++/CX プロジェクション間で生じる可能性のある他の名前空間の競合を処理する方法についても説明します。

[Visual C++]>[Windows ユニバーサル]>Core アプリ (C++/WinRT) プロジェクトを作成します。
プロジェクトのプロパティで、[C/C++]>[全般]>[Windows ランタイム拡張機能の使用]>[はい (/ZW)] を選択します。
プロジェクトに interop_helpers.h を追加します。これを行うための方法については、上記の「from_cx および to_cx 関数」セクションを参照してください。
App.cpp の内容を、以下に示すコードリストで置き換えます。
ビルドして実行します。

WINRT_ASSERT はマクロ定義であり、_ASSERTE に展開されます。

// App.cpp
#include "pch.h"
#include <sstream>

namespace cx
{
    using namespace Windows::Foundation;
}

namespace winrt
{
    using namespace Windows;
    using namespace Windows::ApplicationModel::Core;
    using namespace Windows::Foundation;
    using namespace Windows::Foundation::Numerics;
    using namespace Windows::UI;
    using namespace Windows::UI::Core;
    using namespace Windows::UI::Composition;
}

struct App : winrt::implements<App, winrt::IFrameworkViewSource, winrt::IFrameworkView>
{
    winrt::CompositionTarget m_target{ nullptr };
    winrt::VisualCollection m_visuals{ nullptr };
    winrt::Visual m_selected{ nullptr };
    winrt::float2 m_offset{};

    winrt::IFrameworkView CreateView()
    {
        return *this;
    }

    void Initialize(winrt::CoreApplicationView const &)
    {
    }

    void Load(winrt::hstring const&)
    {
    }

    void Uninitialize()
    {
    }

    void Run()
    {
        winrt::CoreWindow window = winrt::CoreWindow::GetForCurrentThread();
        window.Activate();

        winrt::CoreDispatcher dispatcher = window.Dispatcher();
        dispatcher.ProcessEvents(winrt::CoreProcessEventsOption::ProcessUntilQuit);
    }

    void SetWindow(winrt::CoreWindow const & window)
    {
        winrt::Compositor compositor;
        winrt::ContainerVisual root = compositor.CreateContainerVisual();
        m_target = compositor.CreateTargetForCurrentView();
        m_target.Root(root);
        m_visuals = root.Children();

        window.PointerPressed({ this, &App::OnPointerPressed });
        window.PointerMoved({ this, &App::OnPointerMoved });

        window.PointerReleased([&](auto && ...)
        {
            m_selected = nullptr;
        });
    }

    void OnPointerPressed(IInspectable const &, winrt::PointerEventArgs const & args)
    {
        winrt::float2 const point = args.CurrentPoint().Position();

        for (winrt::Visual visual : m_visuals)
        {
            winrt::float3 const offset = visual.Offset();
            winrt::float2 const size = visual.Size();

            if (point.x >= offset.x &&
                point.x < offset.x + size.x &&
                point.y >= offset.y &&
                point.y < offset.y + size.y)
            {
                m_selected = visual;
                m_offset.x = offset.x - point.x;
                m_offset.y = offset.y - point.y;
            }
        }

        if (m_selected)
        {
            m_visuals.Remove(m_selected);
            m_visuals.InsertAtTop(m_selected);
        }
        else
        {
            AddVisual(point);
        }
    }

    void OnPointerMoved(IInspectable const &, winrt::PointerEventArgs const & args)
    {
        if (m_selected)
        {
            winrt::float2 const point = args.CurrentPoint().Position();

            m_selected.Offset(
            {
                point.x + m_offset.x,
                point.y + m_offset.y,
                0.0f
            });
        }
    }

    void AddVisual(winrt::float2 const point)
    {
        winrt::Compositor compositor = m_visuals.Compositor();
        winrt::SpriteVisual visual = compositor.CreateSpriteVisual();

        static winrt::Color colors[] =
        {
            { 0xDC, 0x5B, 0x9B, 0xD5 },
            { 0xDC, 0xED, 0x7D, 0x31 },
            { 0xDC, 0x70, 0xAD, 0x47 },
            { 0xDC, 0xFF, 0xC0, 0x00 }
        };

        static unsigned last = 0;
        unsigned const next = ++last % _countof(colors);
        visual.Brush(compositor.CreateColorBrush(colors[next]));

        float const BlockSize = 100.0f;

        visual.Size(
        {
            BlockSize,
            BlockSize
        });

        visual.Offset(
        {
            point.x - BlockSize / 2.0f,
            point.y - BlockSize / 2.0f,
            0.0f,
        });

        m_visuals.InsertAtTop(visual);

        m_selected = visual;
        m_offset.x = -BlockSize / 2.0f;
        m_offset.y = -BlockSize / 2.0f;
    }
};

int __stdcall wWinMain(HINSTANCE, HINSTANCE, PWSTR, int)
{
    winrt::init_apartment();

    winrt::Uri uri(L"http://aka.ms/cppwinrt");
    std::wstringstream wstringstream;
    wstringstream << L"C++/WinRT: " << uri.Domain().c_str() << std::endl;

    // Convert from a C++/WinRT type to a C++/CX type.
    cx::Uri^ cx = to_cx<cx::Uri>(uri);
    wstringstream << L"C++/CX: " << cx->Domain->Data() << std::endl;
    ::OutputDebugString(wstringstream.str().c_str());

    // Convert from a C++/CX type to a C++/WinRT type.
    winrt::Uri uri_from_cx = from_cx<winrt::Uri>(cx);
    WINRT_ASSERT(uri.Domain() == uri_from_cx.Domain());
    WINRT_ASSERT(uri == uri_from_cx);

    winrt::CoreApplication::Run(winrt::make<App>());
}

C++/WinRT と C++/CX 間の相互運用

from_cx および to_cx 関数

from_cx 関数

to_cx 関数

`interop_helpers.h` ヘッダーファイル

C++/CX プロジェクトの取得と C++/WinRT サポートの追加

C++/WinRT NuGet パッケージをインストールする

C++/CX サポートを再び有効にする

C++/WinRT ヘッダーファイルを含める

プロジェクトに `interop_helpers.h` を追加する

C++/WinRT プロジェクトの取得と C++/CX サポートの追加

使用中の 2 つのヘルパー関数を示す C++/WinRT プロジェクトの例

重要な API

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その他のリソース

C++/WinRT と C++/CX 間の相互運用

from_cx および to_cx 関数

from_cx 関数

to_cx 関数

interop_helpers.h ヘッダー ファイル

C++/CX プロジェクトの取得と C++/WinRT サポートの追加

C++/WinRT NuGet パッケージをインストールする

C++/CX サポートを再び有効にする

C++/WinRT ヘッダー ファイルを含める

プロジェクトに interop_helpers.h を追加する

C++/WinRT プロジェクトの取得と C++/CX サポートの追加

使用中の 2 つのヘルパー関数を示す C++/WinRT プロジェクトの例

重要な API

関連トピック

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その他のリソース

`interop_helpers.h` ヘッダーファイル

C++/WinRT ヘッダーファイルを含める

プロジェクトに `interop_helpers.h` を追加する