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@y_a_y

Windows標準のPowerShellだけで簡易GUIツールを作る WinForms / WPF / csc / Add-Type

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Windowsで社内向けの小さい確認ツールや、CSVを選んで中身を見る程度のGUIがほしいことがあります。

このくらいの用途なら、Visual Studioでプロジェクトを作らなくても、Windowsに入っているPowerShell 5.1と.NET Frameworkだけで作れます。

この記事では、次の4パターンを扱います。

  • PowerShell + WinFormsで最小GUIを作る
  • PowerShell + WPFでXAMLベースのGUIを作る
  • Windows標準のcsc.exeでC#コードをEXE化する
  • PowerShellのAdd-TypeでC#をインプロセス実行する

前提

想定環境は次の通りです。

項目 内容
OS Windows 10 / 11
PowerShell Windows PowerShell 5.1
.NET .NET Framework 4.x
追加インストール なし

PowerShell 7ではなく、Windowsに標準で入っているWindows PowerShell 5.1を前提にしています。

確認する場合は次のコマンドを使います。

$PSVersionTable.PSVersion
[System.Environment]::Version

どれを使うか

先に使い分けです。

方法 向いている用途 配布
PowerShell + WinForms ボタン、入力欄、一覧などの簡易ツール .ps1
PowerShell + WPF レイアウトを少し整えたいツール .ps1
C# + csc.exe ダブルクリックで起動するEXEにしたい .exe
PowerShell + Add-Type 一部だけC#で書きたい、.NET APIを直接使いたい .ps1

個人的には、まずWinFormsで十分かを見ます。
画面が複雑になってきたらWPF、利用者にPowerShellを意識させたくないならEXE化、処理の一部だけC#に寄せたいならAdd-Type、という判断でよいと思います。

1. PowerShell + WinForms

一番小さい例です。

Add-Type -AssemblyName System.Windows.Forms

$form = [System.Windows.Forms.Form]::new()
$form.Text = 'WinForms'
$form.Width = 300
$form.Height = 150

$button = [System.Windows.Forms.Button]::new()
$button.Text = 'Click'
$button.Dock = 'Fill'
$button.Add_Click({
    [System.Windows.Forms.MessageBox]::Show('Hello from PowerShell')
})

$form.Controls.Add($button)
$form.ShowDialog() | Out-Null

winforms.gif

WinFormsは古い技術ですが、PowerShellから触るにはかなり手軽です。

業務用の小さいGUIなら、次のような用途に向いています。

  • ファイル選択
  • 入力値の確認
  • ボタン実行
  • CSVや一覧の表示
  • 処理結果のメッセージ表示

2. PowerShell + WPF

WPFを使うと、XAMLで画面を定義できます。

Add-Type -AssemblyName PresentationFramework

[xml]$xaml = @"
<Window xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        Title="WPF XAML" Width="300" Height="150">
  <Grid>
    <Button Name="Button" Content="Click" Width="100" Height="32" />
  </Grid>
</Window>
"@

$reader = [System.Xml.XmlNodeReader]::new($xaml)
$window = [Windows.Markup.XamlReader]::Load($reader)

$button = $window.FindName('Button')
$button.Add_Click({
    [System.Windows.MessageBox]::Show('Hello from WPF')
})

$window.ShowDialog() | Out-Null

wpf.gif

WinFormsよりコード量は増えますが、レイアウトをXAML側に分けられるのが利点です。

ただし、PowerShellだけでWPFを本格的に書き続けるとつらくなります。
画面が大きくなるなら、素直にC#のWPFプロジェクトにした方が保守しやすいです。

3. CSVを選んで一覧表示する

実務寄りの例として、CSVを選択してDataGridViewに表示します。

Add-Type -AssemblyName System.Windows.Forms
Add-Type -AssemblyName System.Data

function Convert-CsvToDataTable {
    param(
        [Parameter(Mandatory)]
        [string]$Path
    )

    $rows = @(Import-Csv -Path $Path)
    $table = [System.Data.DataTable]::new()

    if ($rows.Count -eq 0) {
        return $table
    }

    foreach ($name in $rows[0].PSObject.Properties.Name) {
        [void]$table.Columns.Add($name)
    }

    foreach ($row in $rows) {
        $dataRow = $table.NewRow()
        foreach ($name in $row.PSObject.Properties.Name) {
            $dataRow[$name] = $row.$name
        }
        [void]$table.Rows.Add($dataRow)
    }

    return $table
}

$form = [System.Windows.Forms.Form]::new()
$form.Text = 'CSV Viewer'
$form.Width = 800
$form.Height = 600

$button = [System.Windows.Forms.Button]::new()
$button.Text = 'CSVを開く'
$button.Dock = 'Top'

$grid = [System.Windows.Forms.DataGridView]::new()
$grid.Dock = 'Fill'
$grid.AutoSizeColumnsMode = 'Fill'

$button.Add_Click({
    $dialog = [System.Windows.Forms.OpenFileDialog]::new()
    $dialog.Filter = 'CSV Files (*.csv)|*.csv|All Files (*.*)|*.*'

    if ($dialog.ShowDialog() -eq [System.Windows.Forms.DialogResult]::OK) {
        $grid.DataSource = Convert-CsvToDataTable -Path $dialog.FileName
    }
})

$form.Controls.Add($grid)
$form.Controls.Add($button)
$form.ShowDialog() | Out-Null

winforms_list.gif

CSVのパースは自前で,分割せず、Import-Csvを使う方が安全です。
引用符付きの値やカンマを含む値を考えると、PowerShell標準のCSVパーサに任せる方がよいです。

4. csc.exeでEXE化する

Windowsには.NET Framework付属のC#コンパイラcsc.exeがあります。
これを使うと、Visual Studioなしで小さいEXEを作れます。

$framework = Join-Path $env:WINDIR 'Microsoft.NET\Framework64\v4.0.30319'
if (!(Test-Path $framework)) {
    $framework = Join-Path $env:WINDIR 'Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319'
}

$csc = Join-Path $framework 'csc.exe'

$source = @'
using System;
using System.Windows.Forms;

namespace DemoWinForms
{
    internal static class Program
    {
        [STAThread]
        private static void Main()
        {
            Application.EnableVisualStyles();
            Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);

            var button = new Button { Text = "Click", Dock = DockStyle.Fill };
            button.Click += (sender, e) => MessageBox.Show("Hello from C#");

            var form = new Form { Text = "WinForms EXE", Width = 300, Height = 150 };
            form.Controls.Add(button);

            Application.Run(form);
        }
    }
}
'@

$cs = Join-Path $env:TEMP 'demo_winforms.cs'
$exe = Join-Path $PSScriptRoot 'demo_winforms.exe'

$source | Set-Content -Path $cs -Encoding UTF8

& $csc /nologo /target:winexe `
    /r:System.Windows.Forms.dll `
    /r:System.Drawing.dll `
    /out:$exe `
    $cs

make_exe.gif

/target:winexeにすると、起動時にコンソールウィンドウを出さないEXEになります。

この方法は、利用者に.ps1を実行させたくない場合に便利です。
ただし、大きいアプリをこれで作るより、普通にC#プロジェクトを作った方がよいです。

5. Add-TypeでC#をPowerShell内に読み込む

Add-Typeを使うと、PowerShellの中でC#コードをコンパイルして、そのまま呼び出せます。

Add-Type -ReferencedAssemblies System.Windows.Forms,System.Drawing -TypeDefinition @'
using System;
using System.Windows.Forms;

namespace Demo
{
    public static class UI
    {
        public static void Show()
        {
            var form = new Form { Text = "Add-Type", Width = 300, Height = 150 };

            var button = new Button { Text = "Click", Dock = DockStyle.Fill };
            button.Click += (sender, e) => MessageBox.Show("Hello from Add-Type");

            form.Controls.Add(button);
            form.ShowDialog();
        }
    }
}
'@ -Language CSharp

[Demo.UI]::Show()

in_proc.gif

Add-Typeは、次のようなときに使えます。

  • PowerShellだけでは書きにくい処理をC#で書く
  • .NETの型をまとめて扱う
  • GUIはPowerShell、重い処理だけC#に寄せる

注意点として、同じPowerShellセッション内で同じ名前空間・同じクラス名を再定義するとエラーになります。
試行錯誤するときは、PowerShellを起動し直すか、クラス名を変えると楽です。

6. GUIスクリプトでハマりやすい点

実行ポリシー

.ps1を実行するとき、環境によっては実行ポリシーで止まります。

一時的に実行するなら、次のようにプロセス単位で緩める方法があります。

Set-ExecutionPolicy -Scope Process -ExecutionPolicy Bypass

恒久的に変更する必要があるかは、環境の運用ルールに合わせて判断してください。

STAThread

クリップボードや一部のダイアログ、WPFまわりではSTAが必要になることがあります。

PowerShellから別プロセスで起動する場合は、-STAを付けて実行できます。

powershell.exe -STA -File .\tool.ps1

C#でEXE化する場合は、Mainに[STAThread]を付けます。

[STAThread]
private static void Main()
{
    // ...
}

PowerShell 5.1前提にする

この記事の内容は、Windows PowerShell 5.1と.NET Frameworkを前提にしています。

PowerShell 7は.NETの実行基盤が違うため、WinForms/WPFやAdd-Typeまわりの挙動が変わることがあります。
「Windows標準だけ」で配る小ツールなら、まずはPowerShell 5.1前提で書く方が説明しやすいです。

本格アプリにしない

PowerShell GUIは便利ですが、本格的なアプリ開発環境ではありません。

次のような状態になったら、C#のWPF/WinForms/WinUIなどに移した方がよいです。

  • 画面数が増えた
  • 状態管理が複雑になった
  • 非同期処理が多い
  • エラー処理やログが重要になった
  • 複数人で保守する

まとめ

Windows標準だけでも、PowerShellからWinForms/WPFを呼べば簡易GUIツールは作れます。

使い分けは次の感覚です。

やりたいこと 選択肢
とにかく小さくGUIを作る PowerShell + WinForms
XAMLで少し整えたい PowerShell + WPF
ダブルクリックで配りたい csc.exeでEXE化
一部だけC#で書きたい Add-Type

業務用の小さい確認ツールや、自分用の作業補助ツールなら十分使えます。
一方で、長く保守するアプリに育ちそうなら、早めに通常のC#プロジェクトへ移すのが無難です。

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