C/C++の学習にCERN ROOT Jupyter notebookを使おう -- インストールから起動まで（主にWindows)

概要

C/C++を勉強したいけど、#include <stdio.h>などincludeを書くのは面倒だし、そもそもコンパイルするのも面倒だなと思っていませんか。勉強の期間だけでもPythonのようにコードを書いたらすぐ実行できたらという人にはCERN ROOT Jupyter notebookがピッタリです。
CERN ROOTはC/C++のインタープリタ環境も用意しており、コンパイルせずに実行できます。主なヘッダーファイルは事前に#includeされており、標準のライブラリを使う分には#includeは不要です。 また、C++のnamespaceもstdなどは宣言不要です。string,coutはどはstd::なしで使えます。

今回は環境設定(主にWindows)のみです。

1. コンパイラのインストール
   • コンパイラは直接使わなくても必須です
2. CERN ROOTのインストール
   • QiitaのCERN ROOTインストール記事の検索も参照してください
3. CERN ROOTに合っバージョンのPython & Jupyter+metakernelのインストール
   • Pythonでエラーになっている人はPythonのバージョンが合っていないかも
   • ROOT6.32.06で試したところ、MacはPython3.12で良かったが、WindowsはPython3.11でないとエラーが発生した

以下はCERN ROOT Jupyter notebookを使用した例です。

Windowsへのインストール

1. Visual Studio Community版のインストール
   • インストールするだけで直接は使いません
2. CERN ROOTをインストール
3. Pythonをインストール
   • jupyter, metakernelもインストール

CERN ROOTとPythonはインストーラを使わない解凍型のものを選んでいます。これは現在のWindowsのROOTやPython環境と混在させないためです。

Visual Studio Community版のインストール

以下のサイトからインストーラがダウンロードできます。 ページの先頭と最後にダウンロードボタンがあります。

インストーラを起動したら以下の赤枠を選んでインストールしてください。

CERN ROOTのインストール

以下のサイトからRelease 6.32.06 - 22 Sep 2024をクリックして次のページのWindows Visual Studio 2022 64-bit x64 root_v6.32.06.win64.vc17.zip 167Mを選んでダウンロードします。

解凍してDesktopに展開したと想定します。
cmdを起動してroot\bin\thisroot.batを実行してパスなどを設定します。その後、rootを起動して問題ないことを確認。次にPythonのバージョンをroot-configで確認します。

xxxx\Desktop>root\bin\thisroot.bat
xxxx\Desktop>root
   ------------------------------------------------------------------
  | Welcome to ROOT 6.32.06                        https://root.cern |
  | (c) 1995-2024, The ROOT Team; conception: R. Brun, F. Rademakers |
  | Built for win64 on Sep 22 2024, 03:50:56                         |
  | From tags/v6-32-06@v6-32-06                                      |
  | With MSVC 19.39.33521.0                                          |
  | Try '.help'/'.?', '.demo', '.license', '.credits', '.quit'/'.q'  |
   ------------------------------------------------------------------

root [0] .q

xxxx\Desktop>root-config --python-version
 3.11.7

Pytho3.11のインストール

上記のroot-configより得た情報によりPython3.11のバージョンを以下のサイトよりWinpython64-3.11.8.0dot.exeをダウンロードします。サイズの大きい方のWinpython64-3.11.8.0.exeを選ぶと私の場合は上手くいきませんでした。

これは自己解凍型なのでインストールはされません。解凍したフォルダーをDesktopに移したとの前提です。
フォルダー名はWPy64-31180となっていると思います。WPy64-31180を開くとWinPython Command Prompt.exeがあります。これをクリックして起動させます。 次にpipを使ってjupyterとmetakernelをインストールします。

xxxx\Desktop\WPy64-31180\scripts>pip install jupyter metakernel

たくさんのインストール情報が表示されます。

Jupyterの起動

まず,cmdを立ち上げ、thisroot.batを実行そのあとpythonのcmd.batを実行します。その後rootを使ってjupyterを立ち上げます。

xxxx\Desktop>root\bin\thisroot.bat
xxxx\Desktop>WPy64-31180\scripts\cmd.bat
xxxx\Desktop>root --notebook

しばらくするとブラウザが立ち上がりJupyter notebookが表示されます。

もし、正常に起動しなかったらsetを使って環境変数を確認してください。

xxxx\Desktop>set

環境変数がたくさん表示されます

重要なのはPathにPythonとrootのbinなどのパスが設定されていて、かつPYTHONPATHにroot\binが設定されていることです。

終わりに

重要なのはPythonのバージョンが合っていることです。また、LinuxやMacようにはthisroot.shなどがあるのでsource thisroot.shを忘れないことです。
CERN ROOT Jupyter notebookは上級者でも、ちょっとした命令やclassの作り方で曖昧な部分を確認するには有効だと思います。

Appendix

直接jupyter notebookあるいはjupyter labとしたいときは次のようにします。

root\etc\notebook\kernels\rootをフォルダーごとWPy64-31180\python-3.11.8.amd64\share\jupyter\kernelsの下にコピーします。

あとは通常通り、thisroot.bat,cmd.batを実行して環境を設定後にjupyter notebookあるいはjupyter labとすると使えるようになります。