Java 開発者向け Xamarin

Java 開発者は、C# のコードを再利用できる利点を活かしながら、Xamarin プラットフォームでの自分のスキルと既存の Java コードの活用方法について学びます。 C# の構文が Java の構文とよく似ていることと、両方の言語でよく似た機能が提供されていることがわかります。 さらに、開発が容易になる C# 固有の機能についても説明します。

概要

この記事では Java 開発者向けの C# プログラミングの概要を提供し、主として Xamarin.Android アプリケーションの開発中に目にする C# 言語の機能に重点を置いています。 また、この記事では、Java の同等機能との違いについて説明し、Java では利用できない (Xamarin.Android に関連する) 重要な C# の機能を紹介します。 他の参考資料へのリンクが含まれているので、ここからさらに C# と .NET についての学習を進めることができます。

Java に慣れていれば、C# の構文にもすぐに慣れることができます。 C# 構文は Java 構文によく似ています。C# は、Java、C、C++ などの "中かっこ" 言語です。 多くの点で、C# の構文は Java の構文のスーパーセットのように見えますが、名前の変更やキーワードの追加がいくつか行われています。

Java の重要な特徴の多くは C# にもあります。

  • クラスに基づくオブジェクト指向プログラミング

  • 厳密な型指定

  • インターフェイスのサポート

  • ジェネリック

  • ガベージ コレクション

  • 実行時のコンパイル

Java と C# はどちらも、マネージド実行環境で実行される中間言語にコンパイルされます。 C# と Java はどちらも、静的に型指定され、文字列を変更不可能な型として処理します。 どちらの言語も、単一ルートのクラス階層を使います。 Java と同様に、C# は単一継承のみをサポートし、グローバル メソッドには対応していません。 どちらの言語においても、オブジェクトは new キーワードを使ってヒープ上に作成され、使われなくなるとガベージ コレクションが行われます。 どちらも、try/catch セマンティクスで正式な例外処理のサポートを提供します。 そして、スレッド管理と同期のサポートを提供します。

ただし、Java と C# には違う点も多くあります。 次に例を示します。

  • Java ではパラメーターは値によってのみ渡すことができますが、C# では値だけでなく参照で渡すこともきます (C# では、パラメーターの参照渡しに ref および out キーワードが提供されていますが、Java にはこれに相当する機能はありません)。

  • Java は、#define のようなプリプロセッサ ディレクティブをサポートしていません。

  • Java は符号なし整数型をサポートしていませんが、C# では ulonguintushortbyte などの符号なし整数型がサポートされます。

  • Java は演算子のオーバーロードをサポートしていませんが、C# では演算子と変換をオーバーロードできます。

  • Java の switch ステートメントでは、コードは次の switch セクションに移行できますが、C# では、すべての switch セクションの最後で switch を終了する必要があります (各セクションの最後を break ステートメントで閉じる必要があります)。

  • Java では、キーワード (keyword)を使用してメソッドによってスローされる例外をthrows指定しますが、C# にはチェック例外の概念はありません。throwsキーワード (keyword)は C# ではサポートされていません。

  • C# では統合言語クエリ (LINQ) がサポートされており、予約語 fromselectwhere を使って、データベース クエリと同じような方法でコレクションに対するクエリを記述できます。

もちろん、C# と Java の間にはこの記事で説明しきれないほど多くの違いがあります。 また、Java も C# も発展し続けているので (たとえば、まだ Android ツールチェーンに含まれない Java 8 では、C# スタイルのラムダ式がサポートされています)、これらの相違点は時間とともに変化します。 ここで示すのは、現時点で、Xamarin.Android を始めて使う Java 開発者が遭遇する最も重要な相違点だけです。

現在、C# から Xamarin.Android に移植されている重要な機能の多くは、Android での Java 開発にはまだ利用できません。 以下の機能は、より優れたコードを短時間で記述するのに役立ちます。

  • プロパティ – C# のプロパティ システムを使用すると、セッターメソッドとゲッターメソッドを記述することなく、メンバー変数に安全かつ直接アクセスできます。

  • ラムダ式 – C# では、匿名メソッド ( ラムダとも呼ばれます) を使用して、機能をより簡潔かつ効率的に表現できます。 一度しか使わないオブジェクトを記述するオーバーヘッドを回避することができ、パラメーターを追加することなくローカル状態をメソッドに渡すことができます。

  • イベント処理 – C# は、目的のイベントが発生したときにオブジェクトが通知されるように登録できる 、イベント ドリブン プログラミングの言語レベルのサポートを提供します。 event キーワードでは、パブリッシャー クラスがイベント サブスクライバーへの通知に使うことができるマルチキャスト ブロードキャスト メカニズムが定義されています。

  • 非同期プログラミング – C# (async/await) の非同期プログラミング機能により、アプリの応答性が維持されます。 この機能の言語レベルでのサポートにより、非同期プログラミングの実装が容易になり、エラーが減ります。

最後に、Xamarin では "バインド" と呼ばれる技術を使って、既存の Java のアセットを利用することもできます。 Xamarin の自動バインド ジェネレーターを使うことで、C# から Java の既存のコード、フレームワーク、ライブラリを呼び出すことができます。 そのために必要なことは、Java でスタティック ライブラリを作成し、バインドを介して C# に公開するだけです。

注意

Android プログラミングでは、Java 言語の特定のバージョンを使用します。この言語は、Java 7 のすべての機能と Java 8 のサブセットをサポートしています。

このページで説明されている一部の機能 (C# のキーワード (keyword)などvar) は、新しいバージョンの Java (Java 10 などvar) で使用できますが、Android 開発者は引き続き使用できません。

Java から C# の開発へ

以下のセクションでは、C# と Java を "使い始める" ときの基本的な違いの概要を説明し、後のセクションでは、これらの言語でのオブジェクト指向の相違点について説明します。

ライブラリとアセンブリ

Java では、通常、関連するクラスを .jar ファイルにパッケージ化します。 一方、C# と .NET では、再利用可能なプリコンパイル済みのコードは "アセンブリ" にパッケージ化され、通常、アセンブリは .dll ファイルとしてパッケージ化されます。 アセンブリは C#/.NET コードの展開の単位であり、通常、各アセンブリは C# プロジェクトと関連付けられます。 アセンブリには、実行時に Just-In-Time コンパイルされる中間コード (IL) が含まれます。

アセンブリについて詳しくは、「アセンブリとグローバル アセンブリ キャッシュ (C#)」トピックをご覧ください。

パッケージと名前空間

C# では、namespace キーワードを使って関連する型をグループ化します。これは、Java の package キーワードと似ています。 通常、Xamarin.Android アプリは、そのアプリ用に作成された名前空間に存在します。 たとえば、次の C# コードでは、天気予報アプリ用の WeatherApp 名前空間ラッパーが宣言されています。

namespace WeatherApp
{
    ...

型のインポート

外部の名前空間で定義されている型を使うときは、using ステートメントを使ってこれらの型をインポートします (これは、Java の import ステートメントとよく似ています)。 Java では、次のようなステートメントを使って 1 つの型をインポートします。

import javax.swing.JButton

Java パッケージ全体をインポートするときは次のようなステートメントを使います。

import javax.swing.*

C# の using ステートメントの動作もよく似ていますが、ワイルドカードを指定せずにパッケージ全体をインポートすることができます。 たとえば、次の例のように、Xamarin.Android のソース ファイルの先頭で一連の using ステートメントが使われていることがよくあります。

using System;
using Android.App;
using Android.Content;
using Android.Runtime;
using Android.Views;
using Android.Widget;
using Android.OS;
using System.Net;
using System.IO;
using System.Json;
using System.Threading.Tasks;

これらのステートメントは、SystemAndroid.AppAndroid.Content などの名前空間から機能をインポートします。

ジェネリック

Java と C# はどちらも "ジェネリック" をサポートします。ジェネリックとは、コンパイル時に異なる型を挿入できるプレースホルダーです。 ただし、ジェネリックの動作は C# では若干異なります。 Java では、型消去により、型の情報はコンパイル時にのみ使用でき、実行時には使用できません。 これに対し、.NET の共通言語ランタイム (CLR) では、ジェネリック型の明示的なサポートが提供されています。これは、C# は実行時に型情報にアクセスできることを意味します。 日常の Xamarin.Android 開発でこの違いの重要性に気付くことはあまりありませんが、リフレクションを使っている場合は、この機能に頼って実行時に型情報にアクセスしています。

Xamarin.Android では、レイアウト コントロールへの参照を取得するために使われているジェネリック メソッド FindViewById をよく目にします。 このメソッドは、参照するコントロールの種類を指定するジェネリック型パラメーターを受け取ります。 次に例を示します。

TextView label = FindViewById<TextView> (Resource.Id.Label);

このコード例では、FindViewById はレイアウトで Label として定義されている TextView コントロールへの参照を取得し、TextView 型として返します。

ジェネリックについて詳しくは、「ジェネリック (C# プログラミング ガイド)」トピックをご覧ください。 Xamarin.Android でのジェネリック C# クラスのサポートにはいくつかの制限があることに注意してください。詳しくは、「Limitations」(制限事項) をご覧ください。

オブジェクト指向プログラミングの機能

Java と C# では、非常によく似たオブジェクト指向プログラミングの表現方法が使われています。

  • すべてのクラスは、最終的には単一のルート オブジェクトから派生します。すべての Java オブジェクトは から java.lang.Object派生しますが、すべての C# オブジェクトは から System.Object派生します。

  • クラスのインスタンスは参照型です。

  • インスタンスのプロパティやメソッドにアクセスするときは、"." 演算子を使います。

  • クラスのすべてのインスタンスは、new 演算子を使ってヒープ上に作成されます。

  • どちらの言語もガベージ コレクションを使うので、使われていないオブジェクトを明示的に解放する手段がありません (つまり、C++ のような delete キーワードはありません)。

  • 継承を使ってクラスを拡張することができ、どちらの言語も基底クラスは型ごとに 1 つだけ許可されます。

  • インターフェイスを定義することができ、1 つのクラスで複数のインターフェイス定義から継承 (つまり実装) できます。

一方で、重要な違いもいくつかあります。

  • Java には、匿名クラスと内部クラスという、C# ではサポートされていない 2 つの強力な機能があります (ただし、C# ではクラス定義の入れ子が許可されます。C#の入れ子になったクラスは、Java の静的な入れ子になったクラスに似ています)。

  • C# は C スタイルの構造体型 (struct) をサポートしますが、Java はサポートしません。

  • C# では、partial キーワードを使うことにより、異なるソース ファイルでクラス定義を実装することができます。

  • C# のインターフェイスではフィールドを宣言できません。

  • C# では、C++ スタイルのデストラクター構文を使ってファイナライザーを表現します。 構文は Java の finalize メソッドと異なりますが、セマンティクスはほぼ同じです (C# では、 の明示的な呼び出しが使用される Java とは対照的に、デストラクターは基底クラスのデストラクターを自動的に super.finalize 呼び出します。

クラスの継承

Java でクラスを拡張するには、extends キーワードを使います。 C# でクラスを拡張するには、コロン (:) を使って派生を示します。 たとえば、Xamarin.Android アプリでは、次のコード フラグメントのようなクラスの派生をよく目にします。

public class MainActivity : Activity
{
    ...

この例では、MainActivityActivity クラスを継承します。

Java でインターフェイスのサポートを宣言するには、implements キーワードを使います。 一方、C# では、次のコードで示すように、継承するインターフェイスの名前をクラスのリストに追加するだけです。

public class SensorsActivity : Activity, ISensorEventListener
{
    ...

この例では、SensorsActivityActivity を継承し、ISensorEventListener インターフェイスで宣言されている機能を実装します。 インターフェイスのリストは基底クラスの後で指定する必要があることに注意してください (そうしないと、コンパイル時エラーになります)。 慣例として、C# のインターフェイス名の先頭には大文字の "I" が付いています。これにより、implements キーワードがなくても、どのクラスがインターフェイスか判断できます。

C# でクラスがさらにサブクラス化されないようにするには、クラス名 sealed の前に を付けます。Java では、クラス名の前に を付けます final

C# のクラス定義について詳しくは、クラスに関するトピックと継承に関するトピックをご覧ください。

プロパティ

Java では、外部コードからクラスのメンバーを隠ぺいおよび保護しながら、メンバーに対する変更方法を制御するために、ミューテーター メソッド (setter) とインスペクター メソッド (getter) がよく使われます。 たとえば、Android の TextView クラスでは、getText メソッドと setText メソッドが提供されています。 C# では、"プロパティ" と呼ばれる、似ていますがさらに直接的なメカニズムが提供されています。 C# クラスのユーザーは、フィールドと似た方法でプロパティにアクセスできますが、各アクセスでは、実際には、呼び出し元に対して透過的なメソッド呼び出しが行われます。 この "外から見えない" メソッドでは、他の値の設定、変換の実行、オブジェクトの状態の変更などの副作用を実装できます。

プロパティは、UI (ユーザー インターフェイス) オブジェクトのメンバーに対するアクセスと変更によく使われます。 次に例を示します。

int width = rulerView.MeasuredWidth;
int height = rulerView.MeasuredHeight;
...
rulerView.DrawingCacheEnabled = true;

この例では、幅と高さの値が、MeasuredWidth および MeasuredHeight プロパティにアクセスすることによって rulerView オブジェクトから読み取られています。 これらのプロパティの読み取りでは、関連付けられている (ただし隠ぺいされた) フィールドの値が、バックグラウンドでフェッチされて、呼び出し元に返されます。 rulerView オブジェクトは、幅と高さの値を 1 つの測定単位 (ピクセルなど) で格納し、MeasuredWidth プロパティと MeasuredHeight プロパティがアクセスされたら、別の測定単位 (ミリメートルなど) にその場で値を変換できます。

オブジェクト rulerView には という DrawingCacheEnabled プロパティもあります。コード例では、このプロパティを に true 設定して で rulerView描画キャッシュを有効にします。 見えないところで、関連付けられている隠ぺいされたフィールドが新しい値で更新され、場合によっては rulerView 状態の他の部分が変更されます。 たとえば、DrawingCacheEnabledfalse に設定されていると、rulerView はオブジェクトに既に蓄積されている描画キャッシュ情報を消去することもあります。

プロパティへのアクセスは、読み取り/書き込み、読み取り専用、または書き込み専用にすることができます。 また、読み取りと書き込みに異なるアクセス修飾子を使うこともできます。 たとえば、1 つのプロパティに public 読み取りアクセスと private 書き込みアクセスを定義することができます。

C# のプロパティについて詳しくは、「プロパティ (C# プログラミング ガイド)」トピックをご覧ください。

基底クラスのメソッドの呼び出し

C# で基底クラスのコンストラクターを呼び出すには、コロン (:) の後に base キーワードと初期化子のリストを記述します。この base コンストラクターの呼び出しは、派生コンストラクター パラメーター リストの直後に配置します。 基底クラスのコンストラクターは、派生コンストラクターに入ったときに呼び出されます。コンパイラは、メソッド本体の先頭に、基底コンストラクターへの呼び出しを挿入します。 次のコード フラグメントでは、Xamarin.Android アプリで派生コンストラクターから呼び出される基底コンストラクターを示します。

public class PictureLayout : ViewGroup
{
    ...
    public PictureLayout (Context context)
           : base (context)
    {
        ...
    }
    ...
}

この例では、PictureLayout クラスは ViewGroup クラスから派生しています。 この例の PictureLayout コンストラクターは、context 引数を受け取り、base(context) の呼び出しでそれを ViewGroup コンストラクターに渡します。

C# で基底クラスのメソッドを呼び出すには、base キーワードを使います。 たとえば、Xamarin.Android アプリでは次に示すような基底メソッドの呼び出しをよく行います。

public class MainActivity : Activity
{
    ...
    protected override void OnCreate (Bundle bundle)
    {
        base.OnCreate (bundle);

この場合、派生クラス (MainActivity) によって定義されている OnCreate メソッドは、基底クラス (Activity) の OnCreate メソッドを呼び出します。

アクセス修飾子

Java と C# はどちらも、publicprivateprotected の各アクセス修飾子をサポートしています。 ただし、C# ではさらに 2 つのアクセス修飾子がサポートされています。

  • internal – クラス メンバーは、現在のアセンブリ内でのみアクセスできます。

  • protected internal – クラス メンバーは、定義アセンブリ、定義クラス、および派生クラス内でアクセスできます (アセンブリ内と外部の両方の派生クラスにアクセスできます)。

C# のアクセス修飾子について詳しくは、「アクセス修飾子 (C# プログラミング ガイド)」トピックをご覧ください。

仮想メソッドとオーバーライド メソッド

Java と C# はどちらも、同じ方法で関連するオブジェクトを処理する機能である "ポリモーフィズム" をサポートしています。 どちらの言語でも、基底クラスの参照を使って派生クラスのオブジェクトを参照でき、派生クラスのメソッドはその基底クラスのメソッドをオーバーライドできます。 どちらの言語にも、派生クラスのメソッドによって置き換えられるように設計された基底クラスのメソッドである "仮想" メソッドの概念があります。 Java と同様に、C# は abstract のクラスとメソッドをサポートします。

ただし、仮想メソッドの宣言方法と仮想メソッドをオーバーライドする方法に関して、Java と C# ではいくつか違いがあります。

  • C# の既定では、メソッドは仮想ではありません。 親クラスで virtual キーワードを使って、オーバーライドされるメソッドに明示的にラベルを付ける必要があります。 これに対し、Java ではすべてのメソッドが既定で仮想メソッドになります。

  • C# でメソッドがオーバーライドされないようにするには、単に virtual キーワードを省略するだけです。 一方、Java では、final キーワードを使ってメソッドを "オーバーライド不可" としてマークする必要があります。

  • C# の派生クラスでは、override キーワードを使って、仮想基底クラスのメソッドがオーバーライドされていることを明示的に示す必要があります。

C# によるポリモーフィズムのサポートについて詳しくは、「ポリモーフィズム (C# プログラミング ガイド)」トピックをご覧ください。

ラムダ式

C# では、自分を囲んでいるメソッドの状態にアクセスできるインラインの匿名メソッドである "クロージャ" を作成できます。 ラムダ式を使うと、Java で実装する場合より少ない行数で、同じ機能を実装できます。

ラムダ式を使用すると、Java の場合と同様に、ワンタイムユース クラスまたは匿名クラスの作成に関連する追加の儀式をスキップできます。代わりに、メソッド コードのビジネス ロジックをインラインで記述するだけで済みます。 また、ラムダはそれを囲んでいるメソッドの変数にアクセスできるので、メソッドのコードに状態を渡すために長いパラメーター リストを作成する必要がありません。

C# では、次のように => 演算子を使ってラムダ式を作成します。

(arg1, arg2, ...) => {
    // implementation code
};

Xamarin.Android では、イベント ハンドラーの定義にラムダ式がよく使われます。 次に例を示します。

button.Click += (sender, args) => {
    clickCount += 1;    // access variable in surrounding code
    button.Text = string.Format ("Clicked {0} times.", clickCount);
};

この例のラムダ式のコード (中かっこ内のコード) は、クリック数をインクリメントし、クリック数を表示する button テキストを更新しています。 このラムダ式は、ボタンをタップするたびに呼び出されるクリック イベント ハンドラーとして、button オブジェクトに登録されます (イベント ハンドラーについては、以下で詳しく説明します)。この簡単な例では、 sender パラメーターと args パラメーターはラムダ式コードでは使用されませんが、イベント登録のメソッドシグネチャ要件を満たすためにラムダ式で必要です。 内部では、C# のコンパイラはボタン クリック イベントが発生するたびに呼び出される匿名メソッドに、ラムダ式を変換します。

C# とラムダ式について詳しくは、「ラムダ式 (C# プログラミング ガイド)」トピックをご覧ください。

イベント処理

"イベント" は、何か重要なことがオブジェクトに起きたときに、そのオブジェクトが登録されているサブスクライバーに通知するための手段です。 Java では、サブスクライバーはコールバック メソッドを含む Listener インターフェイスを通常実装しますが、C# では、"デリゲート" によって言語レベルでイベント処理のサポートが提供されます。 デリゲートは、オブジェクト指向の型セーフな関数ポインターに似ています。これは、オブジェクト参照とメソッド トークンをカプセル化します。 クライアント オブジェクトでイベントをサブスクライブする必要がある場合は、デリゲートを作成して、通知オブジェクトにデリゲートを渡します。 イベントが発生すると、通知オブジェクトはデリゲート オブジェクトによって表されるメソッドを呼び出し、サブスクライブしているクライアント オブジェクトにイベントを通知します。 C# では、基本的に、イベント ハンドラーはデリゲートを介して呼び出されるメソッドにすぎません。

デリゲートについて詳しくは、「デリゲート (C# プログラミング ガイド)」トピックをご覧ください。

C# の場合、イベントは "マルチキャスト" です。つまり、イベント発生の通知を、複数のリスナーが受け取ることができます。 この違いは、Java と C# でのイベント登録の構文上の違い考えるとわかります。 Java では、SetXXXListener を呼び出してイベント通知に登録します。C# では、+= 演算子を使い、イベント リスナーのリストにデリゲートを "追加する" ことによって、イベント通知に登録します。 Java では SetXXXListener を呼び出して登録を解除しますが、C# では、-= を使ってリスナーのリストからデリゲートを "差し引き" ます。

Xamarin.Android では、ユーザーが UI コントロールに対して何かを行ったときにオブジェクトに通知するためにイベントがよく使われます。 通常、UI コントロールには event キーワードを使って定義されたメンバーがあります。その UI コントロールからのイベントをサブスクライブするには、これらのメンバーにデリゲートをアタッチします。

イベントをサブスクライブするには:

  1. イベント発生時に呼び出されるメソッドを参照するデリゲート オブジェクトを作成します。

  2. += 演算子を使って、サブスクライブするイベントにデリゲートをアタッチします。

次の例では、ボタンのクリックをサブスクライブするデリゲートを (delegate キーワードを明示的に使って) 定義しています。 このボタン クリック ハンドラーは、新しいアクティビティを開始します。

startActivityButton.Click += delegate {
    Intent intent = new Intent (this, typeof (MyActivity));
    StartActivity (intent);
};

ただし、ラムダ式を使ってイベントに登録し、delegate キーワード全体を省略することもできます。 次に例を示します。

startActivityButton.Click += (sender, e) => {
    Intent intent = new Intent (this, typeof (MyActivity));
    StartActivity (intent);
};

この例の startActivityButton オブジェクトには、特定のメソッド シグネチャ (送信元とイベントの引数を受け取り、void を返す) を持つデリゲートを期待するイベントがあります。 しかし、そのようなデリゲートまたはそのメソッドをわざわざ明示的に定義したくないので、メソッドのシグネチャを (sender, e) と宣言し、ラムダ式を使ってイベント ハンドラーの本体を実装します。 sender および e パラメーターを使っていない場合でも、このパラメーター リストを宣言する必要があることに注意してください。

デリゲートは (演算子を介して -= ) 登録解除できますが、ラムダ式の登録を解除することはできません。これを試みると、メモリ リークが発生する可能性があります。 ラムダ形式のイベント登録は、ハンドラーをイベントからサブスクライブ解除しない場合にのみ使ってください。

Xamarin.Android のコードでは、通常、イベント ハンドラーの宣言にラムダ式を使います。 この簡略化されたイベント ハンドラーの宣言方法は最初はわかりにくいかもしれませんが、コードを読み書きする時間が大幅に短縮されます。 このパターン (Xamarin.Android のコードでは頻繁に出現します) の認識に慣れてくれば、アプリケーションのビジネス ロジックについて考える時間が増え、構文に関することにかかる時間は減ります。

非同期プログラミング

"非同期プログラミング" は、アプリケーションの全体的な応答性を向上させる方法です。 非同期プログラミング機能を使うと、アプリの一部が時間のかかる処理によってブロックされている間も、アプリ コードの残りの部分は実行し続けることができます。 非同期的に作成されていない場合に、アプリ全体が停止したように見える原因になる可能性のある操作の例としては、Web へのアクセス、画像の処理、ファイルの読み取り/書き込みなどがあります。

C# には、async および await キーワードによる言語レベルでの非同期プログラミングのサポートが含まれます。 これらの言語機能を使うと、アプリケーションのメイン スレッドをブロックすることなく、実行時間の長いタスクを実行するコードを、とても簡単に記述できます。 簡単に説明すると、メソッドで async キーワードを使うことにより、メソッドのコードが非同期に実行され、呼び出し元のスレッドをブロックしないことを示します。 async でマークされているメソッドを呼び出すときは、await キーワードを使います。 コンパイラは、await を、メソッドの実行がバックグラウンド スレッドに移動される (タスクが呼び出し元に返される) ポイントとして解釈します。 このタスクが完了すると、コードの await ポイントで呼び出し元のスレッドでのコード実行が再開されて、async の呼び出しの結果が返されます。 慣例として、非同期に実行するメソッドの名前にはサフィックス Async を付けます。

Xamarin.Android アプリケーションでは、実行時間の長い操作がバックグラウンド タスクで行われている間は、通常、asyncawait を使って、ユーザー入力 ([キャンセル] ボタンのタップなど) に応答できるように UI スレッドを解放します。

次の例では、ボタン クリック イベント ハンドラーにより、非同期操作が Web からイメージをダウンロードします。

downloadButton.Click += downloadAsync;
...
async void downloadAsync(object sender, System.EventArgs e)
{
    webClient = new WebClient ();
    var url = new Uri ("http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA15416.jpg");
    byte[] bytes = null;

    bytes = await webClient.DownloadDataTaskAsync(url);

    // display the downloaded image ...

この例では、ユーザーが downloadButton コントロールをクリックすると、downloadAsync イベント ハンドラーは WebClient オブジェクトと Uri オブジェクトを作成して、指定された URL からイメージを取得します。 次に、この URL を使って WebClient オブジェクトの DownloadDataTaskAsync メソッドを呼び出し、イメージを取得します。

downloadAsync のメソッド宣言の前に async キーワードが付いていて、非同期に実行してタスクを返すことを示していることに注意してください。 また、DownloadDataTaskAsync の呼び出しの前に await キーワードが付いていることにも注意してください。 アプリは、イベント ハンドラーの実行 (await が出現した場所で開始します) を、DownloadDataTaskAsync が完了して戻るまでバックグラウンド スレッドに移動します。 その間も、アプリの UI スレッドはユーザー入力に応答して、他のコントロールに対するイベント ハンドラーを発動できます。 DownloadDataTaskAsync が完了すると (数秒かかることがあります)、bytes 変数に DownloadDataTaskAsync の呼び出しの結果が設定されて実行が再開され、イベント ハンドラーの残りのコードが呼び出し元の (UI) スレッドでダウンロードされたイメージを表示します。

C# での async/await の概要については、「Asynchronous Programming with Async and Await」(Async および Await を使用した非同期プログラミング (C# および Visual Basic)) のトピックをご覧ください。 Xamarin による非同期プログラミング機能のサポートについて詳しくは、「非同期サポートの概要」をご覧ください。

キーワードの違い

Java で使われている言語キーワードの多くは、C# でも使われます。 また、次の表で示すように、Java キーワードと同等の機能を持っていても C# では名前が異なるものもいくつかあります。

Java C# 説明
boolean bool ブール値 true および false を宣言するために使われます。
extends : 継承するクラスとインターフェイスの前に付きます。
implements : 継承するクラスとインターフェイスの前に付きます。
import using 名前空間から型をインポートし、名前空間の別名の作成にも使われます。
final sealed クラスの派生を防止します。派生クラスでメソッドとプロパティがオーバーライドされるのを防止します。
instanceof is オブジェクトに特定の型との互換性があるかどうかを評価します。
native extern 外部で実装されているメソッドを宣言します。
package namespace 関連する一連のオブジェクトのスコープを宣言します。
T... params T 可変数個の引数を受け取るメソッド パラメーターを指定します。
super base 派生クラス内から親クラスのメンバーにアクセスするために使われます。
synchronized lock ロックの取得と解放でコードの重要なセクションをラップします。

また、C# に固有で、Android 上で使用される Java には対応するもののないキーワードも多くあります。 Xamarin.Android のコードでは、以下の C# キーワードがよく使われます (この表は、Xamarin.Android のサンプル コードを読むときに参照すると便利です)。

C# 説明
as 互換性のある参照型の間、または null 許容型の間の変換を実行します。
async メソッドまたはラムダ式が非同期であることを指定します。
await タスクが完了するまで、メソッドの実行を中断します。
byte 符号なしの 8 ビット整数型です。
delegate メソッドまたは匿名メソッドをカプセル化するために使われます。
enum 列挙型つまり名前付き定数のセットを宣言します。
event パブリッシャー クラスのイベントを宣言します。
fixed 変数が再配置されないようにします。
get プロパティの値を取得するアクセサー メソッドを定義します。
in パラメーターがジェネリック インターフェイスの弱い派生型を受け付けられるようにします。
object .NET Framework のオブジェクト型の別名です。
out パラメーター修飾子またはジェネリック型パラメーターの宣言です。
override 継承されたメンバーの実装を拡張または修正します。
partial 定義が複数のファイルに分割されることを宣言します。または、実装からのメソッド定義を分割します。
readonly クラスのメンバーが、宣言時にのみ、またはクラス コンストラクターによってのみ、割り当てられることを宣言します。
ref 値ではなく、参照によって引数が渡されるようにします。
set プロパティの値を設定するアクセサー メソッドを定義します。
string .NET Framework の文字列型の別名です。
struct 関連する変数のグループをカプセル化する値の型です。
typeof オブジェクトの型を取得します。
var 暗黙的に型指定されたローカル変数を宣言します。
value クライアント コードがプロパティに代入する値を参照します。
virtual 派生クラスでのメソッドのオーバーライドを許可します。

既存の Java コードとの相互運用

C# に変換したくない既存の Java 機能がある場合は、2 つの方法で、Xamarin.Android アプリケーションの既存の Java ライブラリを再利用できます。

  • Java バインディング ライブラリを作成する – この方法を使用すると、Xamarin ツールを使用して Java 型に関する C# ラッパーを生成します。 このようなラッパーは "バインド" と呼ばれます。 結果として、Xamarin.Android アプリケーションはこれらのラッパーを呼び出すことによって .jar ファイルを使うことができます。

  • Java ネイティブ インターフェイスJava ネイティブ インターフェイス (JNI) は、C# アプリが Java コードを呼び出したり呼び出したりできるようにするフレームワークです。

これらの手法について詳しくは、「Java Integration Overview」(Java 統合の概要) をご覧ください。

参考資料

MSDN の「C# プログラミング ガイド」は C# プログラミング言語の学習を始めるときに役立ちます。「C# リファレンス」を使うと C# 言語の特定の機能を検索できます。

Java の知識には、少なくとも Java 言語の知識と同程度の Java クラス ライブラリの知識が必要ですが、同様に C# の実用的な知識には、.NET Framework についての知識がある程度必要です。 Microsoft の「Java 開発者のための、C# および .NET Framework への移行」 学習パケットは、Java の観点から (C# についてより深く理解しながら) .NET Framework を詳しく学習するのによい方法です。

C# で最初の Xamarin.Android プロジェクトに取り組む準備ができたら、Microsoft の「Hello, Android」シリーズが、初めての Xamarin.Android アプリケーションの作成と、Xamarin での Android アプリケーション開発に関する基本事項の理解のさらなる前進に役立ちます。

まとめ

この記事では、Java 開発者の観点から Xamarin.Android C# プログラミング環境の概要について説明しました。 C# と Java の類似点と、実用での相違点を指摘しました。 アセンブリと名前空間、外部の型をインポートする方法、およびアクセス修飾子、ジェネリック、クラスの派生、基底クラスのメソッドの呼び出し、メソッドのオーバーライド、イベント処理の相違点の概要について説明しました。 プロパティ、async/await 非同期プログラミング、ラムダ、C# のデリゲート、C# のイベント処理システムなど、Java では使用できない C# の機能について説明しました。 重要な C# のキーワードの表を示し、既存の Java ライブラリと相互運用する方法を説明し、さらに学習するための関連ドキュメントへのリンクを提供しました。