C#で扱える環境変数の種類とその取得/設定に関して

案件で環境変数への値の取得/設定に関して少し調査を行ったので、
ブログ用に少し内容増やして調査結果以下に記載します。

C#において扱える環境変数の種類(EnvironmentVariableTarget)は以下の3つです。

Process: プロセスごとの環境変数

User: ユーザごとの環境変数
(システムの詳細設定から確認可能、レジストリ値 HKEY_CURRENT_USER\Environment内)

Machine: PC共通のシステム環境変数
(システムの詳細設定から確認可能。レジストリ値
 HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Environment内)

取得、設定、削除(nullを設定)は以下のメソッドにより可能です。

string? Environment.GetEnvironmentVariable (string variable, EnvironmentVariableTarget target);
void Environment.SetEnvironmentVariable (string variable, string? value, EnvironmentVariableTarget target);

以下の表に、取得/設定時の種類ごとの主な違いをまとめてみました。

以下知見や所感です。
・ユーザ及びマシンは、プロセスの再起動など不要で、
 同時に起動している異なるプロセスにて共有可能でした。

・管理者権限必要なのはマシンだけでした。
 ユーザも内部的にはレジストリ値なので権限必要に思えたのですが、
 HKEY_CURRENT_USER下のキーの変更は権限不要らしいです。

・ユーザとマシンは他のアプリとも共有で影響及ぼすかもなので取得や設定、削除に注意が必要です。
 また、プロセスとは異なり、システム詳細設定やレジストリエディターから
 値が容易に確認可能なため、プロキシ設定などの認証情報の書き込みを行うと
 ユーザIDとパスワードが平文で見えてしまう点も注意です。

・ユーザやマシンへのSetは2秒程度かかり、実行時暫し動作が固まったので、
 場合によってはプログレス表示必要かもしれません。
 内部でレジストリへの書き込みを行う関係か少し時間がかかるようですね。
(参考PCスペック:CPU=intel core i9-13900, RAM=32GB)

・どれを使うかは用途次第ですが、扱いやすいのは管理者権限不要なプロセスとユーザで、
 プロセス間で共有するかどうかで使い分けるのが良いかと思いました。

以上です。

Eyeshotにてクリックで3Dオブジェクトの座標を選択

弊社の案件では3Dオブジェクトを表示するのにEyeshotライブラリを使用しています。

ある機能改造にて、Eyeshotで表示している3Dオブジェクトをクリックして座標を選択し、
コードからオブジェクトを基準座標に移動させることとなりました。

クリックして座標選択可能かわからなかったため調べてみたところ、
以下のScreenToWorldというメソッドにより実現できるとわかりました。

public Point3D ScreenToWorld(Point mousePos)

これはEyeshotの3D表示コントロールであるViewportLayoutクラスに定義されたメソッドで、
引数でマウスカーソル位置のスクリーン座標を与えることで、
戻り値として、カーソル下に3D物体があればその表面のワールド座標を、なければnullを返すメソッドとなっています。

これをマウスクリックイベントに登録したメソッド内で呼んで解決……かと思ったのですが、
そうもいかず、座標選択できるものとそうでないものがあり、
どうも3Dオブジェクトが半透明(カラーにα値の設定あり)の場合はScreenToWorldがnullを返してしまうようでした。

ちらつき発生しますが、クリック時に一時的に3Dモデルを不透明(α値最大)とすると座標選択でき、
無事改造内容実現できました。

以上です。

2023年お疲れ様でした

今年も早いものでもう終わりですね。

弊社は今年も本日は午前のみ業務で午後からは大掃除を行い、仕事納めとなります。
年末年始ゆっくりと過ごしたいです。

皆様本年はお世話になりました。
来年も何卒よろしくお願いいたします。
それではよいお年をお迎えください。

C#のrecord型と、.Net5未満での使用時のエラーについて

随分前に追加されたrecord型を今更ながら使い始めました。

内部的にはクラスと同じ扱いで、プロパティは全て不変とは以前から知っていたのですが、
先日recordもstructと同様にIEquatableが実装されていると聞き、
それならDictionaryのキーなどでも使いやすく、
1行で定義を済ませられるのも楽で良いなと思い使ってみることにした次第です。

ひとまず、以下のようなrecordを定義してみました。

/// <summary> 汎用結果クラス </summary>
/// <param name="Succ"> 成功したか </param>
/// <param name="ErrMsg"> 失敗時のエラーメッセージ </param>
record Result(bool Succ, string ErrMsg = "");

/// <summary> 汎用結果クラス </summary>
/// <param name="Succ"> 成功したか </param>
/// <param name="Value"> 戻り値 </param>
/// <param name="ErrMsg"> 失敗時のエラーメッセージ </param>
record Result(bool Succ, T Value = default, string ErrMsg = "");

よくタプルで成否のbool値と成功時の戻り値、失敗時のエラーメッセージを書いていたのですが、
クラスにするほどでもないけれど一々書くには若干手間だったので、
手軽に定義・使用できて良かったです。

今のところ以下のような場合にrecordを使うのが良いのかなと思っています。
・不変にしたい
・辞書のキーとしてのみ使用する
・特にメソッドなど実装予定なし

どこで使うべきかは正直、手を動かして使ってみないことには見極められない気がしているので、
今後も機を見て使っていこうと思います。

また、業務プロジェクト(C#9.0, .Netframework4.6-4.8)でrecordを宣言すると、
次のようなエラーが出て使用できませんが、
「定義済みの型’System.Runtime.CompileServices.IsExternalInit’は定義またはインポートされていません。」
以下の記事の通り、IsExternalInitクラスを自前でinternalで定義するとエラー解消し、使用できました。
(記事タイトル通り、record型だけでなくinitアクセサも使用できるようになりました)

言語か.netのバージョンが不足しているのだと思い諦めかけたのですが、
調べてみたら解決して良かったです。

以上です。

WindowsFormsのDataGridViewにセルの情報を参照する右クリックメニュー設定

WindowsFormsのDataGridViewに右クリックメニュー(ContextMenuStrip)を設定し、
クリックされたセルの情報を参照しメニュー制限・機能実行できるようにしました。

最初はセルマウスクリックのイベントを使って、
クリックされたセルのインデックスを保管し、メニューをShowで出せばいいかと思ったのですが、
メニュー表示する座標を上手く計算できませんでした。

そこでどうすべきか調べたところ、
メニューの表示は、素直にContextMenuStripプロパティにメニュー設定してコントロールに任せて、
セルの情報をもとにメニュー制限するなどは、
ContextMenuStripのOpeningイベントで行うのが良いとわかりました。

結果として、以下のようなコードでの実現となりました。

private void menu_Opening(object sender, CancelEventArgs e) {
	// 画面座標
	var posScreen = Cursor.Position;
	// クライアント座標
	var posClient = dgvGroupingPartsNumData.PointToClient(posScreen);
	// クライアント座標をセル情報に変換
	var info = dgvGroupingPartsNumData.HitTest(posClient.X, posClient.Y);

	// info.RowIndex, info.ColumnIndexがクリックされたセルインデックス
	// それらをもとにメニューを一部制限
	// メニュー内機能からセルを参照するためにプロパティなどに保管
}

以上です。

C#でのウィンドウへのキー送信

結論としては、以下の2種類の方法があるとわかりました。

① .NetのSendKeys.SendWaitメソッド:
 → 最前面のウィンドウ限定。引数が単純で使いやすい。
② ・WindowsAPIのPostMessageメソッド:
 → 送信先のウィンドウ指定可能。引数が複雑で使いにくい。必要な引数はSpy++にて調査可能。

以下経緯などです。

今携わっている案件で、プログラムからキー送信を行うことで
外部のアプリをショートカットキーにより自動操作することになりました。

お客様の調査により、
.NetのSendKeys.SendWaitメソッドにより実現可能だとわかっていたのですが、
このメソッドは送信先を指定できず、必ず最前面のウィンドウにキー送信を行うもので、
自動操作中にユーザ操作などで最前面のウィンドウが切り替わってしまうと
誤ったアプリにキーを送信してしまうことになります。

そこで可能ならウィンドウを指定して送信するという方針になり、
社内メンバーからウィンドウのハンドルを引数に与えてキー送信できるメソッドがあると伺いました。

調べてみたところWindowsAPIのPostMessageがそれにあたるとわかり、
試してみたのですが、文字列を引数に与えるだけのSendKeys.SendWaitとは異なり、
引数が複雑(ハンドルとキー内容だけでなく、複数のパラメータを32bitに詰め込んだ値が必要)で、
目的のキーを送信するためにどうすればよいかわかりませんでした。

そこで更に調べてみたところ、VisualStudioに含まれるSpy++というアプリにより、
目的のソフトへキーを送信した際のメッセージをログ出力して、
送信時の引数を調べることができるとわかりました。
参考:
VBAのSendKeys,System.Windows.FormsのSendWaitなどが反応しないときに読む記事 – 適材適所

これにより、無事PostMessageによるキー送信をテストすることに成功しました。

結果的には、
操作対象のアプリはそもそも最前面に表示されている状態でないとキー送信による操作を受け付けないとわかったため、
今回はキー送信前に毎回ウィンドウのActivateする方針に決まりましたが、
PostMessage(+ Spy++による送信内容の調査)は今後何かしらに役に立ちそうだなと感じています。

また余談ですが、
調査中にPostMessageによりゲームにキー送信を行い自動で操作する旨の話をチラッと見かけました。
学生時代に見かけたゲームAIの研究で、
「ゲームの状態を画像処理で読み取り、行動を決定し、外部からゲームを操作するAI」
を見かけたことがあったのですが、
あの実現にはこの辺りのメソッドを呼んでいたのだなと懐かしみながら今更のように思いました。

以上です。

C#で配列やリストをforとforeachで走査する際の速度比較

先日、コードの速度チューニングを行ったのですが、
その際にC#ではforeach文よりもfor文の方が速いという話を思い出して、
書き換えを行う前に調査してみました。

次の記事を参考に速度調査させていただきました。ありがとうございます。
forとforeachのアクセス速度比較 – Qiita

個人的な結論としては、以下のようになりました。
・リスト使用時はfor文が速い(要素へのアクセスには注意)
・配列使用時はforeach文が速い
・リストよりも配列の方が速い
なので、カリカリにチューニングしたい場合は配列+foreachが良いのかもしれません。
(そこまでする必要がある場合は、実際のコードで速度比較して決定した方が良さそうです)

それぞれの速度比較は以下です。(処理時間は末尾に記載)

・リスト使用時の速度
for文(一時キャッシュあり)> ForEachメソッド > foreach文 >>> for文(一時キャッシュなし)
・配列使用時の速度
foreach文 > for文(一時キャッシュあり)> for文(一時キャッシュなし)

調査してわかったこと・わからなかったことは以下です。
・Listの値へのインデクサでのアクセスはその都度個数チェックが発生するので、
 何度も使う場合遅い。一時変数にキャッシュすべし。
・ListのEnumeratorでは個数以外のチェックも行っているので、
 個数チェックだけのfor文やArrayのEnumeratorより遅い
・配列の場合に、for文よりもforeachの方が速い理由は不明
 (個数へのアクセスが内部フィールドな分速いとか?)

処理速度を調査するにあたり
参考にさせていただいだ記事中のコードに以下のようなコードを追記し、
リストと配列の2パターン用意してテストしました。

for (var i = 0; i < testlist.Count; i++) {
	var value = testlist[i]; // 一時変数にキャッシュ
	for (var cnt = 0; cnt < 1000; cnt++) {
		buf = value;
	}
}

それぞれの処理時間は以下です。10回平均です。
(tmp = 一時キャッシュあり)

By List
for Loop : 204 ms
for Loop tmp : 79.5 ms
foreach Loop : 82.7 ms
ForEach Loop : 81.8 ms

By Array
for Loop : 67.8 ms
for Loop tmp : 50.7 ms
foreach Loop : 49.7 ms

以上です。

軸制御案件の見積もり

先日、案件の見積もりを行いました。

ざっくり言うと3軸アームを制御してアームに取り付けたセンサによりワークの検査を行うシステムで、
ワークそのものも何かしらのセンサとなります。
機能が多く、かなり見積もり工数が膨らんだため、
工数内に予定通り納められるか不安ではあるのですが、
自分は軸制御の案件は初めてなので実装を楽しみにもしています。

個人的に一番楽しみなポイントは、
ワークであるセンサの出力の波形から適した近似式のパラメータを求めるところです。
近似式を計算する関数に一回通すだけでなく、
n手間加えて若干最適化のような処理を行う仕様となる予定で、
実装するのを楽しみにしています。

まだ注文が出たわけではないのですが、
注文が出たら頑張ります。

ChatAIを用いたオープンソースコードの調査

先日、PythonのコードをC#に書き直すことになる案件の工数見積のために、
Pythonコードの調査を行いました。
以前もPythonの書き直しの案件はありましたが、
今回は以前と違って他社さんが作成したコードでなくGithub上のオープンソースのコードが対象です。
(もちろんライセンスには準拠します。)

自分がPythonに不慣れなのもあるのですが、
Pythonは型宣言がほとんどなくデータの型を追いにくい
(特に多次元行列をスライス記法でnumpyなどに投げた結果、
 どのようなデータに整形されたかがわかりにくい)
といった理由で読むだけでは判断が付かず、
実際に動かしてみないと処理内容に確証が持てないことが自分は多々あります。

そこで今回は、読んでいる途中でBingChatに投げてみました。
メソッドを貼り付けて、
・「以下のコードを説明してください」
・「以下のコードを1行ずつ説明してください」
などとお願いしたところ、
わかりやすくメソッド概要とコードの1行ずつの解説が出力してくれて、調査の時短になりました。
説明が不明瞭or不足している箇所も部分的に「この部分を説明してください」とお願いすることで、
深堀りして説明を得られました。
これさえあれば自力で解読する必要はないかもしれませんね。
(解説を理解し、間違っていないか判断するためにプログラムの知識は必要ですが)

業務コードを投げるのはコンプライアンス的に問題ですが、オープンソースなら大丈夫ですし、
・GPTのバージョンにより学習期間は異なりますが、
 オープンソースは基本学習済みのため精度の高い回答を貰える可能性が高い
・単純なコードでない限り、自力で解読するより圧倒的に速い
ように思いますので、オープンソースの解読には積極的にChatAIを利用しようと思います。

おすすめのアミノ酸

皆さん、日々元気にお過ごしでしょうか。

自分は平日毎日働くだけで疲れがちだったのですが、
最近ネットで味の素のアミノバイタルなるアミノ酸を飲むと良いと見かけたので、
試しに買ってみて就寝2,3時間前に毎日飲んでいます。
まだ2週間程度ですが既に効果を実感しており、
疲労が溜まりにくく元気に過ごせております。
アミノ酸量の異なる2種(アミノバイタル プロ3800mg/アクティブファイン2200mg)を試してみているのですが、
量の多い方がより効果を感じています。

本来は運動や筋トレをしている人が踏ん張る力や疲労回復を目的に運動前や運動後に飲むことが多いようなのですが、
デスクワーカーでも効果があるみたいです。
もしプラシーボ効果だったとしても日々を元気に過ごせるなら儲けものですね!

以上、おすすめ商品紹介でした。