WPF（Windows Presentation Foundation）とは？

WPF（Windows Presentation Foundation）は、Microsoftが開発した.NET Framework上で動作するデスクトップアプリケーションのUIフレームワークです。
WPFは、Windows向けのリッチでインタラクティブなグラフィカルユーザーインターフェース（GUI）を構築するために設計されています。

WPFは、2006年に.NET Framework 3.0の一部としてリリースされ、従来のWindows Formsに比べて高度なカスタマイズ性と柔軟性を提供します。XAML（Extensible Application Markup Language）を使った宣言型のUI記述が特徴で、デザインとロジックの分離が容易です。

1. WPFの主な特徴

1.1. 宣言型のUI設計（XAML）

UIをXMLライクなXAML形式で記述することで、UIデザインとロジックを分離。

1.2. 強力なデータバインディング

Viewとモデルの間でデータを自動的に同期。
MVVM（Model-View-ViewModel）パターンをサポート。

1.3. 高度なグラフィック機能

DirectXを使用した2Dおよび3Dグラフィックスの描画が可能。

1.4. スタイルとテンプレート

共通のデザインやテーマを再利用できるスタイルやコントロールテンプレート。

1.5. レイアウトシステム

フレキシブルなレイアウト（Grid、StackPanel、DockPanelなど）で画面を構築。

1.6. マルチメディア対応

画像、音声、ビデオを簡単に統合可能。

1.7. スケーラブルなUI

解像度依存のない設計が可能（DPIスケーリング対応）。

1.8. リッチなコントロールセット

デフォルトで豊富なUIコンポーネント（DataGrid、TreeViewなど）が用意されている。

2. WPFの主な構成要素

構成要素	説明
XAML	UIの宣言型マークアップ言語。UIデザインをコードから分離。
データバインディング	コントロールとデータモデルを結びつけ、双方向のデータ同期を実現。
レイアウトパネル	UIの構成要素を配置するためのコンテナ（例: Grid, StackPanel）。
リソース	スタイルやテーマを定義して再利用可能。
イベントシステム	ユーザーの操作に応じたイベント処理。
DirectXグラフィックス	高速でリッチなグラフィックス描画を実現。
コントロールテンプレート	コントロールの外観をカスタマイズ可能。

3. WPFの基本的なコード例

3.1. 最小構成のWPFアプリケーション

XAMLファイル（MainWindow.xaml）

<Window x:Class="WpfApp.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="WPF App" Height="200" Width="400">
    <Grid>
        <TextBlock Text="Hello, WPF!" 
                   HorizontalAlignment="Center" 
                   VerticalAlignment="Center" 
                   FontSize="24" />
    </Grid>
</Window>

コードビハインド（MainWindow.xaml.cs）

using System.Windows;

namespace WpfApp
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }
    }
}

3.2. データバインディングの例

XAMLファイル

<Window x:Class="WpfApp.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="Data Binding Example" Height="200" Width="400">
    <Grid>
        <TextBox Text="{Binding UserName}" 
                 HorizontalAlignment="Center" 
                 VerticalAlignment="Center" 
                 Width="200" />
    </Grid>
</Window>

コードビハインド

using System.ComponentModel;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Windows;

namespace WpfApp
{
    public partial class MainWindow : Window, INotifyPropertyChanged
    {
        private string _userName;

        public string UserName
        {
            get => _userName;
            set
            {
                _userName = value;
                OnPropertyChanged();
            }
        }

        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            DataContext = this; // データバインディングのコンテキストを設定
        }

        public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

        protected void OnPropertyChanged([CallerMemberName] string propertyName = null)
        {
            PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
        }
    }
}

3.3. ボタンとイベント処理の例

XAMLファイル

<Window x:Class="WpfApp.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="Button Example" Height="200" Width="400">
    <Grid>
        <Button Content="Click Me" Click="Button_Click" 
                HorizontalAlignment="Center" 
                VerticalAlignment="Center" />
    </Grid>
</Window>

コードビハインド

using System.Windows;

namespace WpfApp
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            MessageBox.Show("Button Clicked!");
        }
    }
}

4. WPFのプロジェクト構成例

WpfApp/
├── App.xaml                 # アプリケーション全体のエントリポイント
├── App.xaml.cs              # アプリケーションのコードビハインド
├── MainWindow.xaml          # メインウィンドウのXAML
├── MainWindow.xaml.cs       # メインウィンドウのコードビハインド
├── Models/                  # データモデル
├── ViewModels/              # ビューモデル（MVVM用）
├── Views/                   # 追加のビュー
└── Resources/               # アプリケーションのリソース（画像、スタイルなど）

5. WPFのメリットとデメリット

5.1. メリット

高度なデザイン性
- 豊富なコントロールやスタイルで洗練されたUIを構築可能。
データバインディング
- 複雑なアプリケーションでもコードを簡潔に保てる。
柔軟なレイアウト
- 画面サイズや解像度に応じた動的なレイアウトが可能。
DirectX対応
- 高度なグラフィック描画が可能で、ゲームやマルチメディアアプリケーションに適する。
MVVMパターン
- クリーンで保守性の高いコード設計をサポート。

5.2. デメリット

Windows限定
- クロスプラットフォームでは利用できない。
学習コスト
- XAMLやMVVMパターンの習得が必要。
パフォーマンス
- 非常に複雑なUI設計ではパフォーマンスが低下する場合がある。

6. WPFの主な利用例

6.1. ビジネスアプリケーション

データ入力や表示が中心の業務アプリケーション。

6.2. マルチメディアアプリケーション

音声や動画を利用するメディアプレイヤー。

6.3. デザインツール

Photoshopのようなグラフィカルなデスクトップツール。

6.4. CADアプリケーション

高度な2D/3Dグラフィックスを必要とするアプリケーション。

6.5. ダッシュボードアプリ

リアルタイムのデータ可視化を提供。

7. WPFのトレンドと最新動向

7.1. .NET Core/.NET 6への移行

WPFは.NET Core以降でもサポートされ、最新の開発環境で利用可能。

7.2. XAML Islands

WPFとUWPコントロールを統合して利用可能。

7.3. Azureとの連携

クラウドベースのバックエンドと連携したデスクトップアプリの構築。

8. WPFと他のフレームワークの比較

特徴	WPF	Windows Forms	UWP
グラフィックス性能	高い（DirectX利用）	低い（GDI+利用）	高い（DirectX利用）
学習コスト	中程度	低い	高い
データバインディング	強力	限定的	強力
クロスプラットフォーム	不可	不可	一部対応（Windows中心）

9. まとめ

WPFは、Windows向けのリッチなデスクトップアプリケーションを構築するための強力なフレームワークです。特に、洗練されたUIや高度なグラフィック機能が求められるアプリケーションに最適です。

ただし、Windows限定である点や学習コストがネックになる場合があります。それでも、.NETエコシステムとの統合や最新技術への対応により、業務アプリケーションやデザインツール開発の標準的な選択肢として、今後も利用が続けられるでしょう。