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C++コンポーネント |
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C++ネイティブDLL |
| 最終更新日：2007/03/26 修正 |
●概要
VB.NETでの高速化は一通り行ってきた。そろそろネタも底を突き始めたし、いよいよ、我がポリシーを変更し、C++の高速性を確認したくなった。C やC++は全く素人なので、勉強しながら進めて行く。この記事は、筆者の記録と思って貰えれば良い。但し、ここは、VBより更に眉唾になるのでご注意あれ。
●VC++
VC++のマネージコードは、共通ランタイム上で動く(つまり中間言語)ので、VBやC#と実行速度は同じとなる。そう言う意味では、VC++でマネージコードを開発するのは、徒に時間を浪費することになるのでやめた方が良いと筆者は思う。
I/Oが介在したり、人が介在する処理では、もともと、VBやC#によるマネージコードで十分対応できる。
●ネイティブとは？
釈迦に説法であるが、ここで言うネイティブとは、X86機械語に直接落ちる実行コードのことを言う。VC++のマネージコードでは、中間言語に落ち、実行時にX86ネイティブになるが、バリバリのネイティブではなく、共通ランタイム上のコードであり、速度はVBやC#と同じとなる。VC.NETコンパイラでは、指定すれば、C++ネイティブコードを生成できるのである。
●高速化方針
高速化すべき部分は、
- メモリ上の処理である。
- 大量のデータである。
- 科学演算の固まりである。
と言う条件の部分となる。この部分を、C++ネイティブコード(アンマネージコード)で動かす。掻い摘んで言えば、演算のカーネル部分のみをC++ネイティブにすることになる。下図参照。
○処理時間の把握
画像処理は、おおむね、
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メモリ上のビットマップから画素のバイト配列を取り出す。
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必要なら、それを輝度にしたり、HSLにする。
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必要なら、画像の周囲を拡張する。
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カーネル処理を行う。空間フィルタなど。
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結果を配列に戻す。
-
その配列をビットマップに戻す。
となる。
○バイト配列の取り出しと戻し時間
計測すると下図のようになった。
マーシャル転送時間は空間フィルタ処理時間に比べ、十分に小さいので、これを短縮しても効果はない。従って、バイト配列の確保と戻しはVBによるマーシャル転送で十分である。
○領域拡張時間
念のため実測した。下図のように、VBでも十分に短い時間となっている。
以上のように、結局、リストの2が現状不明であるが、4のカーネル処理がやはり、DLL化対象となる。
●形式
C++の関数をVBで利用できないといけないので、ダイナミック・リンク・ライブラリ(DLL)とする。こうすれば、C++で作成したDLLを、VBは実行時に参照できるので効率が良い。今回は、科学演算のみを対象にしたので、MFCも使わない素のC++となる。
●何をするのか？
以下の二つが重要ポイントとなる。
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VC++にて、C++ネイティブのDLLを開発する。
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上記のDLLをVBから実行時に参照できるようにする。
である。また、処理対象のデータは、VBで準備し、C++へは参照で引き渡し、C++でVBが準備した配列に結果を戻すような方式とする。これで、C++ではメモリ確保、解放処理が不要になる。
市販の参考書には殆ど載っていなく、MSDNにてサンプルを見つけ、それを突破口にして開始できた。C、C++については、必要に応じて習得して行く方式とする。筆者としては、DLLができ、それをVBで使えれば、途中経過やスマートさは気にしない。
できたC++のDLLを、VBから参照でき、実行時にリンクできるようにしないといけない。
次に、VBで準備した配列を渡したり、VBで準備した結果用の配列に、DLLが直接アクセスできるようにする。