C SharpとJavaの比較とJava Native Interface

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

C SharpとJavaの比較とJava Native Interfaceの違い

C SharpとJavaの比較 vs. Java Native Interface

C#とJavaの比較（シーシャープとジャバのひかく）の記事では、プログラミング言語C#とJavaの比較について説明する。 Java Native Interface (JNI) は、Javaプラットフォームにおいて、Javaで記述されたプログラムと、他のプログラミング言語（たとえばCやC++など）で書かれた、実際のCPU上で動作するコード（ネイティブコード）とを連携するためのインタフェース仕様である。Java言語からネイティブコードを利用するためのABIと、逆にネイティブコードからJavaバイトコードを動作させるためにバーチャルマシン (VM) を利用するためのAPIの2つから成る。 JNIを使うことで、Java言語のVMで動作させるには処理速度の面で不利とされる計算量の多いプログラムを部分的にネイティブコードに置き換えて高速化したり、標準Javaクラスライブラリからはアクセスできないオペレーティングシステムあるいはハードウェアの機能を利用するプログラムを、あたかも通常のJavaクラスのメソッドのように呼び出したりできるようになる。逆に、Javaクラスライブラリによって実装されている高水準の機能を、C/C++などで書かれた下位層から利用することもできるようになる。JNIはJava言語以外のJava VM上で動作する言語 (AltJava) からも利用可能である。

単精度浮動小数点数

情報処理において、単精度浮動小数点数 （たんせいどふどうしょうすうてんすう、single-precision floating-point number）は、コンピュータの数値表現の一種である。 本来の単精度浮動小数点数とは、倍精度浮動小数点数に対比して使われる用語であって倍精度浮動小数点数が無いシステムであれば単に浮動小数点数と呼ばれるべきものである（また浮動小数点数はもともと固定小数点数と対比させた言葉であった）。 そうして、単精度はシステムの基本となる精度であり、バイトマシン（キャラクターマシン）が普通になる前のワードマシンにおいて1語長分の記憶場所を占める浮動小数点数であるのが普通である。

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仮想機械

仮想機械（かそうきかい、仮想マシン、バーチャルマシン、virtual machine、VM）とは、アプリの使用を最適化する方法であり、コンピュータの動作を再現するソフトウェアである。すなわち、エミュレートされた仮想のコンピュータそのものも仮想機械という。仮想機械によって、1つのコンピュータ上で複数のコンピュータやオペレーティングシステム (OS) を動作させたり、別のアーキテクチャ用のソフトウェアを動作させることができ、アプリケーションが互いに干渉するのを防げる。 仮想機械によるアプローチは、企業や個人がレガシーアプリケーションに対処し、1台のコンピュータで処理できるさまざまな種類のアプリケーションを最大化することで、ハードウェアの使用を最適化するための一般的な方法である。

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メソッド (計算機科学)

メソッド あるいは メンバー関数 (-かんすう) とはオブジェクト指向プログラミング言語において、あるクラスまたはオブジェクトに所属するサブルーチンを指す。

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リフレクション (情報工学)

情報工学においてリフレクション (reflection) とは、プログラムの実行過程でプログラム自身の構造を読み取ったり書き換えたりする技術のことを指す。

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フィールド (計算機科学)

計算機科学におけるフィールド（）とは、レコードと呼ばれる複合的なデータ構造の一部分を形成する各要素のことであり、分離されたデータ項目である。フィールドは領域や欄といった意味を持つ。例えば、コンピュータではDate (日付) というデータ構造を、3つの異なるフィールド: Year (年), Month (月), Day (日) の集合によって表現することもある。

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アプリケーションプログラミングインタフェース

アプリケーションプログラミングインタフェース（、）「インターフェイス」「インターフェース」と表記されることもあるが、本記事では「インタフェース」で統一する。とは、広義ではソフトウェアコンポーネント同士が互いに情報をやりとりするのに使用するインタフェースの仕様である。 APIには、サブルーチン、データ構造、オブジェクトクラス、変数などの仕様が含まれる。APIには様々な形態があり、POSIXのような国際標準規格、マイクロソフトのWindows APIのようなベンダーによる文書、プログラミング言語の標準ライブラリ（例えば、C++のStandard Template Libraryやなど）がある。 商業的に使われる狭義では、各種システムやサービス（ハードウェア、OS、ミドルウェアおよびWebサービス等）を利用するアプリケーションソフトウェア (Application) を開発・プログラミング (Programming) するためのインタフェース (Interface) である。こちらの意味では、システムやサービスから直接提供されないもの、例えば言語の標準ライブラリは含まない。

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アプリケーションソフトウェア

アプリケーションソフトウェア（application software）あるいはアプリケーションソフト（最近は英語では極端に略すとapp(s)アップ）は、ある特定の機能や目的のために開発・使用されるソフトウェアIT用語辞典 e-words、「」の説明 - 2023年7月12日閲覧。で、コンピュータの操作自体のためのものではないもの。たとえば、ワープロソフト、表計算ソフト、イラスト作成（お絵かき）用ソフトウェア、写真加工用ソフトウェアなど。アプリケーションプログラム（応用プログラム）ともいい、コンピュータ・プログラムの一種である。 アプリケーションと（2番目の語を省略して）も呼ばれ。「アプリケーション」は「応用」という意味なので日本語では「応用ソフト」とも呼ぶ（が、最近は「応用ソフト」と呼ばれることは減った）。日本語ではアプリとも略される。「アプリ」という略称の用例は1980年代から存在する。

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オペレーティングシステム

オペレーティングシステム（operating system、略称:OS、オーエス）とは、コンピュータのオペレーション（操作・運用・運転）を司るシステムソフトウェアである。

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オブジェクト指向プログラミング

オブジェクト指向プログラミング（オブジェクトしこうプログラミング、, OOP）とは、「オブジェクト」という概念に基づいたプログラミングパラダイムの一つである。 OOPでは、相互に作用するオブジェクトを組み合わせてプログラムを設計する。 OOPの方法として、クラスベースOOPとプロトタイプベースOOPがある。 クラスベースOOPでは、オブジェクトが属する集合としてクラスを定義し、クラス定義からそのインスタンスとしてオブジェクトを生成する。 プロトタイプベースOOPでは既存のオブジェクト（プロトタイプ）を複製し、プロトタイプの複製に変更を加えることで様々な対象を表すオブジェクトを生成する。 広く使われているプログラミング言語の多く、例えばC++やJavaやPythonなどは、マルチパラダイムであるが、程度の差はあれ、オブジェクト指向プログラミングをサポートしており、大抵は命令型や手続き型プログラミングとの組み合わせで用いられる。

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ガベージコレクション

ガベージコレクション（garbage collection、GC）とは、コンピュータプログラムが動的に確保したメモリ領域のうち、不要になった領域を自動的に解放する機能である。1959年ごろ、LISPにおける問題を解決するためジョン・マッカーシーによって発明された。 メモリの断片化を解消する機能はコンパクション（memory compaction）と呼ばれ、実現方法によってはガベージコレクションと共にコンパクションも行う仕組みになっている。そのためコンパクションを含めてガベージコレクションと呼ぶ場合もあるが、厳密には区別される。 また、ガベージコレクションを行う主体はガベージコレクタ（garbage collector）と呼ばれる。ガベージコレクタはタスクやスレッドとして実装される場合が多い。

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スレッド (コンピュータ)

スレッド（thread）とは、コンピュータプログラムにおいて特定の処理を行うための一貫性のある命令の流れのことであり、プロセッサ利用の最小単位。プロセスは少なくとも1つ以上のスレッドを含む。一般的に各プロセスには独立した仮想アドレス空間が割り当てられるが、プロセス内のスレッド群はアドレス空間を共有する。そのためプログラムを実行するときのコンテキスト情報が最小で済み、同じプロセス内でスレッドを切り替える際はアドレス空間の切り替えが不要となるので、切り替えが高速になる。スレッドは、thread of execution（実行の脈絡）という言葉を省略したものである。複数のスレッドを生成して個々に処理を割り当てて実行させることで、並行処理による応答性の向上などを実現でき、さらにマルチコアプロセッサを複数のスレッドによって活用することで、並列処理による実行時間の短縮などを実現できる（これらの手法をマルチスレッドプログラミングと呼ぶ）。

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倍精度浮動小数点数

は、64ビットの浮動小数点数表現である。 倍精度とは単精度に対する表現であり、これは32ビットを1ワードとする32ビットアーキテクチャをもとにしている。 のFORTRANでは、単精度（REAL型）よりも精度が高ければ倍精度（DOUBLE PRECISION型）を名乗ることができた（そもそもワードの長さも浮動小数点のフォーマットも機種ごとにまちまちだった）。IBMのSystem/360で採用され大型機の事実上の標準となった、指数の基数が16の浮動小数点形式は、32ビット単精度では最悪の場合の精度が十進で6桁程度となり、技術計算では倍精度以上を使わねばならないという問題があった。（注：FORTRANではREAL型が1ワード、DOUBLE PRECISION型が2ワードという前提だった） 浮動小数点算術に関する標準であるIEEE 754では、単精度は32ビット（4オクテット）、倍精度は64ビット（8オクテット）である。いずれにしろ、「倍」というのは、精度に関係する仮数部（後述）の長さが正確に2倍である、といったような意味ではなく、全体の長さが2倍である所から来ているので、実際の所「倍精度」というのはかなり大雑把な言い方に過ぎない。

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C++

C++（シープラスプラス）は、汎用プログラミング言語のひとつである。派生元であるC言語の機能や特徴を継承しつつ、表現力と効率性の向上のために、手続き型プログラミング・データ抽象・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といった複数のプログラミングパラダイムが組み合わされている。C言語のようにハードウェアを直接扱うような下位層向けの低水準言語としても、複雑なアプリケーションソフトウェアを開発するための上位層向け高水準言語としても使用可能である。アセンブリ言語以外の低水準言語を必要としないこと、使わない機能に時間的・空間的コストを必要としないことが、言語設計の重要な原則となっている。

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C++/CLI

C++/CLIは、.NETの共通言語基盤 (CLI) 上で実行するプログラムを作るためにC++を拡張したプログラミング言語である。前身であるC++マネージ拡張に比べて単純でわかりやすい構文になり、可読性も向上している。 C++/CLIはEcma Internationalで標準化されている。C++/CLIに対応したコンパイラとしてVisual C++ 2005以降がある。ほかにもClang上で実装する試みも存在する。

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C言語

C言語（シーげんご、C programming language）は、1972年にAT&Tベル研究所のデニス・リッチーが主体となって開発した汎用プログラミング言語である。英語圏では「C language」または単に「C」と呼ばれることが多い。日本でも文書や文脈によっては同様に「C」と呼ぶことがある。制御構文などに高水準言語の特徴を持ちながら、ハードウェア寄りの記述も可能な低水準言語の特徴も併せ持つ。基幹系システムや、動作環境の資源制約が厳しい、あるいは実行速度性能が要求されるソフトウェアの開発に用いられることが多い。後発のC++やJava、C#など、「C系」と呼ばれる派生言語の始祖でもある。 ANSI、ISO、またJISにより言語仕様が標準規格化されている。

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Java

Java（ジャバ、ジャヴァ）は、汎用プログラミング言語とソフトウェアプラットフォームの双方を指している総称ブランドである。オラクルおよびその関連会社の登録商標である。1996年にサン・マイクロシステムズによって市場リリースされ、2010年に同社がオラクルに吸収合併された事によりJavaの版権もそちらに移行した。 プログラミング言語Javaは、C++に類似の構文、クラスベースのオブジェクト指向、マルチスレッド、ガベージコレクション、コンポーネントベース、分散コンピューティングといった特徴を持ち、平易性重視のプログラム書式による堅牢性と、仮想マシン上での実行によるセキュリティ性およびプラットフォーム非依存性が理念とされている。

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Java仮想マシン

ネイティブコードに変換されて実行される。Java APIとJVMの両者でJava実行環境（JRE）を構成する。 Java仮想マシン（ジャバかそうマシン、、Java VM、JVM）は、Javaバイトコードとして定義された命令セットを実行するスタック型の仮想マシン。APIやいくつかのツールとセットでJava実行環境（JRE）としてリリースされている。この環境を移植することで、さまざまな環境でJavaのプログラムを実行することができる。

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Javaバイトコード

Javaバイトコードは、Java仮想マシンが実行する命令形式である。各バイトコードのオペコードは長さが1バイトであるが、引数を持つものもあるため、結果として複数バイトの命令となる。256個のオペコードの全てが使われているのではなく、51個が将来のために予約されている。その他について、Javaプラットフォームの開発元であるサン・マイクロシステムズは、3つのコードを永久に実装しないままにした。

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Microsoft Windows

Microsoft Windows（マイクロソフト ウィンドウズ）は、マイクロソフトが開発・販売するオペレーティングシステム (OS) の製品群である。グラフィカルユーザインタフェース (GUI) を採用している。Windows発売以前では高価なワークステーション（ハイエンドパソコンを上回る性能のデスクトップコンピュータ）でしか実現されていなかったマルチタスクやGUIを中心とした使い勝手の良さを、一般消費者が入手しやすい標準的な規格のパソコンに順次取り込んで行き、一般向けOSのシェアのほとんどを占めるに至り、今や大きな知名度を持つ。

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P/Invoke

P/Invoke（Platform Invoke、プラットフォーム呼び出し）とは、.NET Frameworkにおける共通言語基盤 (CLI) の機能の一つであり、マネージコードから動的ライブラリ内のネイティブコードを呼び出すことを可能にするものである。受け渡しされるデータ型は、必要であればCLIによって適切に変換されるが、メタデータによってプログラマーが変換方法を指定することもできる。こうしたデータの変換をマーシャリングという。

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UTF-16

UTF-16 (UCS/Unicode Transformation Format 16UTFは、UnicodeではUnicode Transformation Formatの略、ISO/IEC 10646ではUCS Transformation Formatの略とされる。) とは、UnicodeおよびISO/IEC 10646の、符号化フォームおよび符号化スキーム（文字符号化方式を参照）のひとつである。 UTF-16では、1文字が、16ビットの符号単位が1つまたは2つで符号化される。これが「-16」の名の由来である。基本多言語面（BMP）内の文字は、符号単位1つの16ビットで表される。BMP以外の文字は、符号単位2つの32ビットで表される。なお、UTF-16は2バイトコードだと誤解されることがあるが、このように4バイトのこともあるため間違いである。

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機械語

機械語（きかいご、machine language、machine code 『日本大百科全書』【機械語】 （コトバンクにも転載されている）IT用語辞典 e-words【機械語】、 binary machine languageあるいはbinary machine code）は、コンピュータの中央処理装置（CPU)が直接理解し実行することができる命令からなる言語。マシン語（マシンご）とも。

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.NET Framework

Microsoft.NET Framework（マイクロソフト ドットネット フレームワーク）は、マイクロソフトが開発していたアプリケーション開発・実行環境である。バージョン4.8をもって.NET Frameworkのメジャーアップデートは終了し、セキュリティとバグ修正のための更新は継続されるが、以降の新規開発における推奨環境は.NETとなった。 Windowsアプリケーションだけでなく、XML WebサービスやウェブアプリケーションなどWebベースのアプリケーションなども包括した環境となっている。一般に.NETという場合、.NET全体の環境を指す。現在はOSS版の.NET CoreやMonoも包括した技術仕様の総称を.NETと呼び、プロプライエタリの初期から存在する従来のWindows専用実装のみを.NET Frameworkと呼んで区別している。

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