第20章　イベント駆動とタイマーアプリ

この章の目的

この章では、書籍「作って覚える Visual C# 2022 デスクトップアプリ超入門」の Chapter 4.1「『タイマー』の作成」(書籍では Timer プロジェクト)を参照しながら、Timer コントロール を使ったアプリを作ります。

注意:本研修ではプロジェクト名を CountdownTimer に変更しています

書籍では Timer という名前ですが、これは .NET の System.Windows.Forms.Timer などの型名と衝突するため、本研修では CountdownTimer に改名しました(詳しくは「本章で使用する環境」の直下にある補足を参照)。書籍を読み進める際は プロジェクト名だけ読み替えて ください。作業中は本テキストの記載を優先してください。

第 19 章では、ボタンクリックという「利用者の操作」がきっかけのイベントを扱いました。この章では、「時間の経過」 がきっかけのイベント(Tick イベント)を扱います。これにより、イベント駆動の理解をさらに深めます。

ボタンクリックイベント   利用者がボタンを押す  → 処理が動く
タイマーイベント(Tick)  一定時間が経過する    → 処理が動く

書籍に手順がすべて書かれているので、書籍を手元に開いて手を動かしながら進めてください。本テキスト側では、研修で意識してほしいポイントだけを押さえます。

この章を読むタイミング

本章は 第 19 章を終えた後 に進めてください。第 19 章で扱った「ボタンの Click イベント」「int.TryParse」「TextBox/Button 配置」を前提に、「時間きっかけ」のイベント(Tick)とフィールドによる状態保持を扱います。

並行受講では、第 19 章の課題が一段落したタイミングで本章に進みます。

この章で使用する書籍範囲

範囲	内容
Chapter 4.1	「タイマー」の作成(書籍は `Timer` プロジェクト、本研修では `CountdownTimer` として作成)

この章でできるようになること

この章を終えると、次のことができるようになります。

Timer コントロールを使って一定時間ごとに処理を動かせる
Start()・Stop() メソッドでタイマーを制御できる
Tick イベントにイベントハンドラーを書ける
フォームクラスのフィールドにより、イベント呼び出しをまたいで値を保持できる
MessageBox.Show でメッセージダイアログを表示できる
ボタンクリックイベントとタイマーイベントの違いを説明できる

本章で使用する環境

項目	内容
開発環境	Visual Studio 2022
プロジェクト種類	Windows フォームアプリ
対象フレームワーク	.NET 8
プロジェクト名	`CountdownTimer`(書籍では `Timer`、本研修では衝突回避のため改名)

csproj の Nullable は disable に変更してください(第 1 章「1-1」参照)

補足:プロジェクト名を Timer から CountdownTimer に改名している理由

書籍ではこのアプリのプロジェクト名を Timer としていますが、本研修では CountdownTimer に改名しています。

理由は 「プロジェクト名 = 既定の名前空間」となるため、Timer という名前は .NET の以下の型と衝突するからです。

名前空間.型用途
System.Windows.Forms.Timer 本章で使う Forms 用タイマー(UI スレッド)
System.Timers.Timer 汎用タイマー
System.Threading.Timer スレッドベースのタイマー

Visual Studio の Designer が自動生成するコードは完全修飾名(System.Windows.Forms.Timer)で書き出すため、書籍どおりに写経する分にはコンパイルが通ります。しかし、自分で Timer t = new Timer(); のように書こうとすると、次のような コンパイルエラー(CS0118) に遭遇します。
error CS0118: 'Timer' は名前空間ですが、型として使用されています
名前空間 Timer がそのまま型名 Timer と衝突するためです。第 20 章は 自分で Timer を扱う章 であり、この罠を踏みやすい構成なので、本研修では最初から CountdownTimer に改名して回避しています。

プロジェクト名と既定の名前空間の関係(プロジェクト名がそのままトップレベル namespace になる)は、第 1 章・第 7 章でも触れた仕組みです。「.NET にある型名(Timer、Form、Math、Console など)を、プロジェクト名や namespace に使わない」というのは現場でも有効な指針です。

名前空間.型	用途
`System.Windows.Forms.Timer`	本章で使う Forms 用タイマー(UI スレッド)
`System.Timers.Timer`	汎用タイマー
`System.Threading.Timer`	スレッドベースのタイマー

作業前チェック

第 19 章を Git に提出済みである
書籍 Chapter 4.1 のページを開ける状態である
フォームに TextBox・Button を配置し、クリックイベントを書ける(第 19 章)
int.TryParse を使える(第 15 章)
フィールドとローカル変数の違いを思い出せる(第 7 章のスコープ)

20-1　Timer コントロールの位置づけ

Timer コントロールは、ツールボックスに並んでいる他のコントロール(Label・Button など)と少し違う点があります。

観点	`Label`・`Button` など	`Timer`
画面に表示される?	される	されない(コンポーネントトレイに置かれる)
利用者から見える?	見える	見えない
役割	入出力	一定時間ごとに処理を動かす

Timer をフォームに配置すると、フォーム下部の コンポーネントトレイ という領域に置かれます。画面上には表示されませんが、コードから普通のコントロールと同じように扱えます。

20-2　Timer の主なメンバー

書籍 4.1 で実際に使うのは、次のあたりです。

メンバー	種類	役割
`Interval`	プロパティ	何ミリ秒ごとに `Tick` を発生させるか(`1000` で 1 秒)
`Enabled`	プロパティ	動作中なら `true`(`Start()`/`Stop()` でも切り替わる)
`Start()`	メソッド	タイマーを開始する
`Stop()`	メソッド	タイマーを停止する
`Tick`	イベント	`Interval` ごとに発生

第 8 章で学んだとおり、() が付くのが メソッド、付かないのが プロパティ です。

20-3　ボタンと Timer のイベントの違い

ボタンクリック (Click)
   利用者の操作  →  Click イベント  →  ハンドラー実行  →  待機

Timer (Tick)
   時間経過      →  Tick イベント   →  ハンドラー実行  →  時間経過 → Tick → ...(繰り返し)

Tick は タイマーが動いている間、Interval ごとに繰り返し発生 します。 Stop() を呼ぶまで止まりません。

20-4　フィールドで状態を覚えておく

タイマーアプリでは、「経過時間」「終了時間」のような値を、複数の Tick 呼び出しをまたいで覚えておく 必要があります。

第 7 章で学んだとおり、メソッド内で宣言したローカル変数はそのメソッドが終わると消えてしまいます。そこで、フォームクラスのフィールド として宣言します。

public partial class FormTimer : Form
{
    int endTime;   // 終了時間(クラスのフィールド)
    int nowTime;   // 経過時間(クラスのフィールド)

    public FormTimer()
    {
        InitializeComponent();
    }

    private void buttonStart_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        // ローカルではなく、フィールド endTime に値を入れる
    }

    private void timerControl_Tick(object sender, EventArgs e)
    {
        // 前回の Tick 時の nowTime をそのまま参照できる
    }
}

場所	例	寿命
メソッドの中	`int valueLeft;`(第 19 章 SimpleCalc)	そのメソッドの実行中だけ
クラスの中	`int endTime;`(本章 CountdownTimer)	フォームが存在する間ずっと

ボタンクリックの中で値を入れて、別のイベント(Tick)で読み出す ── この使い方で、フィールドの存在意義 がはっきり分かります。

補足:private を付けるかどうか

書籍ではフィールド宣言に private などのアクセス修飾子が省略されています。省略時は private 扱い(クラスの中だけから使える)になるので、書籍の書き方で問題ありません。第 10 章で学んだ「外から守る」考え方とつながります。

20-5　MessageBox.Show でメッセージダイアログを出す

書籍 4.1 では、設定時間に達すると メッセージダイアログ で知らせます。これは MessageBox クラスの Show メソッドで表示できます。

MessageBox.Show("時間になりました!");

MessageBox は static class(第 8 章)なので、new せずにクラス名から直接呼び出せます。これも、これまでに学んだ知識のままです。

よくあるつまずき

つまずき	原因	対応
`Timer` をフォームに置いても画面に出ない	コンポーネントトレイに置かれる仕様	画面外のコンポーネントトレイで選択
`Tick` が一度しか動かない	`Stop()` を間違えた場所で呼んでいる	`Stop()` を呼ぶ条件を見直す
`nowTime` がリセットされない	フィールドだから前回の値が残る	`Start` ボタンの中で `nowTime = 0;` で初期化
経過時間が変な値になる	ローカル変数で宣言してしまった	クラスのフィールドにする
`Interval` を変えても秒数が変わらない	単位はミリ秒	`1000` で 1 秒、`500` で 0.5 秒
`Start()` を `Start` と書いてエラー	メソッドは `()` が必要	`timerControl.Start();`

学んだことチェック

Timer コントロールが画面に表示されないことを説明できる
Interval プロパティで時間間隔を設定できる
Start()・Stop() でタイマーを制御できる
Tick イベントが Interval ごとに繰り返し発生することを説明できる
フォームクラスのフィールドで状態を保持できる
MessageBox.Show でメッセージを表示できる
ボタンクリックイベントとタイマーイベントの違いを説明できる

ペア確認

研修の進め方によっては、隣の人またはチーム内で説明確認を行います。

次の内容を、自分の言葉で説明してください。

Timer コントロールが画面に表示されないのはなぜですか。
Interval の単位は何ですか。
Tick イベントは、いつ何回発生しますか。
endTime や nowTime をローカル変数ではなくフィールドにする理由は何ですか。
MessageBox.Show は new していませんが、なぜ呼び出せますか(第 8 章を思い出して)。
ボタンクリックイベントと Tick イベントの違いを 2 つ以上挙げてください。

演習課題

書籍 Chapter 4.1 を参照しながら作業します。画面操作・部品配置の細かな手順は書籍に書かれているので、書籍を手元に開いて進めてください。

本章の進め方

段階	目安時間	内容
① 準備	10 分	ペア確認 + 課題確認(評価対象外)
② ソロ作業	40 分	タイマーで計測。タイマー時点の commit が唯一の評価対象
③ チーム時間	講師指定の発表開始時刻まで	レビュー + 発表者選出 + 実装続行(任意)。発表開始時刻は厳守

提出ルール(タイマー方式)

タイマー時点の commit が唯一の評価対象です。タイマー後の書き足しは評価されません。コミットメッセージ形式:Chapter20 タイマー提出: <どこまで完成> / <詰まったポイント>(なければ「特になし」) 例:Chapter20 タイマー提出: 必須20-1完成、20-2 観察済み / Interval 単位が分からなくなった

提出方法:Git が使えないときはサーバへコピー

Git の調子が悪いときは、講師の指示に従って CountdownTimer プロジェクトのフォルダを提出先サーバへコピーしてください。コピー後、提出先フォルダにエクスプローラーの右クリック→新規作成→テキストドキュメントで 提出メモ.txt(「どこまで完成」「詰まったポイント」を記載)を作成し、コミットメッセージの代わりにします。

タイマー後のチーム時間の使い方

レビュー・発表者選出・実装続行(任意)を自由配分してください。発表開始時刻は厳守です。

必須課題

課題 20-1　書籍 Chapter 4.1 を参照して CountdownTimer アプリを完成させる

書籍 4.1 を参照して、CountdownTimer プロジェクトを完成させてください(書籍では Timer プロジェクトという名前ですが、本研修では名前空間衝突を避けるため CountdownTimer に改名しています)。

仕様(書籍と同じ。プロジェクト名のみ改名)

プロジェクト名:CountdownTimer(書籍の Timer を改名)
フォームに TextBox(時間設定用)、TextBox(残り時間表示用)、Button(開始)、Timer コントロールを配置
「開始」ボタンを押すと、設定した時間からカウントダウンが始まる
残り時間が 0 になったら、MessageBox で「時間になりました!」と表示

確認すること

Timer コントロールがコンポーネントトレイに置かれている
Tick イベントにイベントハンドラーが書かれている
フィールド(endTime・nowTime など)が定義されている
「開始」ボタンでカウントダウンが始まる
残り時間が画面に表示される
0 になると MessageBox が表示される
csproj が <Nullable>disable</Nullable>

課題 20-2　処理が動くタイミングを確認する

完成した Timer アプリを実行し、「いつ・何がきっかけで・どの処理が動くのか」 を観察してください。

確認シナリオ

アプリ起動直後 → タイマーは止まっている(Tick は発生しない)
「開始」ボタンを押した瞬間 → buttonStart_Click が動く + Start() が呼ばれる
ボタンを押した後 → Interval ミリ秒ごとに Tick が発生する
残り時間が 0 になる → Stop() が呼ばれてタイマー停止 + MessageBox 表示
もう一度「開始」を押す → カウンターがリセットされて再スタート

確認すること

1〜5 の各タイミングで何が起きるか、自分の言葉で説明できる
フィールド nowTime がどう変化するか追える
「開始」を 2 回押しても正しくリセットされる(nowTime = 0; のおかげ)

観察のヒント

Visual Studio のデバッガーで Tick ハンドラー内にブレークポイントを置くと、Interval ごとに止まることが体感できます。ブレークポイントの使い方は、次章(第 21 章)で扱います。

発展課題

課題 20-3　タイマーの動作を少し変更する

完成した Timer アプリに、小さな変更を加えてみてください。 1 つだけでよい ので、自分で選んで実装してください。

変更例(どれか 1 つ)

変更内容	ヒント
`Interval` を変える	`100` にすると 0.1 秒ごとに `Tick` が動く
表示形式を変える	`00:05` のように `String.Format` や `ToString("00")` を使う
「停止」ボタンを追加	クリックで `timerControl.Stop();` を呼ぶ
開始中は「開始」ボタンを無効化	`buttonStart.Enabled = false;` で押せなくする
終了メッセージを変える	`MessageBox.Show` の引数を変える

確認すること

変更前と変更後の動きの違いを説明できる
何のプロパティ・メソッドを変えたかを説明できる

課題 20-4　フィールドとローカル変数の違いを確認する

endTime・nowTime を わざとローカル変数に変えて、動かなくなることを確認してください。そのあと 元のフィールドに戻して、ちゃんと動くことを再確認してください。

手順

endTime・nowTime のクラスフィールド宣言をコメントアウト
buttonStart_Click の中で int endTime; int nowTime; のようにローカルで宣言
timerControl_Tick の中でも同様にローカル宣言してみる
ビルドエラーまたは実行時のおかしな挙動を確認
元に戻して、フィールドの存在意義を説明できるようにする

確認すること

ローカル変数にすると動かない理由を説明できる
フィールドだとなぜ動くか説明できる
第 7 章「変数のスコープ」と関連付けて理解できている

提出前チェックリスト

プロジェクト名が CountdownTimer(書籍の Timer から改名)
csproj が <Nullable>disable</Nullable>
Timer コントロールが配置されている
フィールドで状態を保持している
Start()・Stop()・Tick を使えている
MessageBox.Show を使えている
bin・obj・.vs フォルダが Git 管理に入っていない
タイマー時点で commit 済み(または 提出メモ.txt を書いた)

Git への提出

git status
git add .
git commit -m "Chapter20 タイマー提出: 必須20-1完成、20-2観察済み / 特になし"
git push origin main

Git が使えないときは、上記コミットの代わりに CountdownTimer プロジェクトのフォルダを提出先サーバへコピーし、コピー先に 提出メモ.txt を作成してください(演習課題の「提出方法:Git が使えないときはサーバへコピー」参照)。

Git の詳しい操作は、付録 C「Git のインストールと提出ルール」 を参照してください。

この章のまとめ

Timer コントロールは画面に表示されないコンポーネント
Interval ごとに Tick イベントが発生する(時間がきっかけのイベント)
Start() でカウント開始、Stop() で停止
複数のイベント呼び出しをまたいで値を保持するには フォームクラスのフィールド を使う
MessageBox.Show でメッセージダイアログを出せる(MessageBox は静的クラス、第 8 章)
ボタンクリックイベントと Tick イベントの違いを通じて、イベント駆動の理解が深まる

次章の予告

次章では、Windows フォームアプリの デバッグ操作 を学びます。ブレークポイントを置いてプログラムを途中で止め、変数の中身を確認したり、1 行ずつ実行して動きを追ったりできるようになります。これは Forms に限らず、すべての C# プログラムで使える強力な技術です。

第20章 イベント駆動とタイマーアプリ

この章の目的

この章を読むタイミング

この章で使用する書籍範囲

この章でできるようになること

本章で使用する環境

作業前チェック

20-1 Timer コントロールの位置づけ

20-2 Timer の主なメンバー

20-3 ボタンと Timer のイベントの違い

20-4 フィールドで状態を覚えておく

20-5 MessageBox.Show でメッセージダイアログを出す

よくあるつまずき

学んだことチェック

ペア確認

演習課題

本章の進め方

必須課題

課題 20-1 書籍 Chapter 4.1 を参照して CountdownTimer アプリを完成させる

課題 20-2 処理が動くタイミングを確認する

発展課題

課題 20-3 タイマーの動作を少し変更する

課題 20-4 フィールドとローカル変数の違いを確認する

提出前チェックリスト

Git への提出

この章のまとめ

次章の予告

第20章　イベント駆動とタイマーアプリ

20-1　Timer コントロールの位置づけ

20-2　Timer の主なメンバー

20-3　ボタンと Timer のイベントの違い

20-4　フィールドで状態を覚えておく

20-5　MessageBox.Show でメッセージダイアログを出す

課題 20-1　書籍 Chapter 4.1 を参照して CountdownTimer アプリを完成させる

課題 20-2　処理が動くタイミングを確認する

課題 20-3　タイマーの動作を少し変更する

課題 20-4　フィールドとローカル変数の違いを確認する