ウェブスクレイピングにおけるC#とC++の比較

ウェブスクレイピングとは、HTMLウェブページからデータを抽出するプロセスです。ウェブスクレイパーの作成に興味がある場合、C#とC++のどちらを使用するか判断しているかもしれません。

本記事では、ウェブスクレイピングの観点から両言語を比較します。記事を読み終える頃には、ご自身のユースケースに適した言語を判断できるようになるでしょう。

C# 対 C++

C#はマイクロソフトによって開発され、GitHubで最も人気のあるプログラミング言語の一つです。JavaScriptやJavaなど他の人気言語と構文が非常に似ている、高水準のオブジェクト指向言語です。

C#は主に.NETフレームワークと組み合わせて使用され、デスクトップ、Web、コンソール、モバイルアプリなど幅広いアプリケーションの開発を支援します。

一方、C++も高水準の汎用プログラミング言語です。1985年に開発されたC++は、最小限のリソース使用で高性能なアプリを実行するのに最適な選択肢です。C++は高水準言語の抽象化と低水準システムとの相互作用機能を提供するため、組み込みシステムなどのリソース制約のあるシナリオで有用です。

本記事では、ウェブスクレイピングの文脈における両言語の主要機能を比較します。以下のパラメータを評価対象とします：

利用可能なライブラリ
言語機能
習得の容易さ
プラットフォーム互換性
処理速度
メモリ消費量
汎用性
コミュニティ
実世界のユースケース

さっそく見ていきましょう。

ライブラリ

ウェブスクレイピングにおいてライブラリは必須です。ウェブサイトへの接続、HTMLコンテンツの取得、パース、データ抽出を容易にします。

C#にはウェブスクレイピングに特化した豊富なライブラリが揃っています。HTML Agility PackやScrapySharpといったライブラリは強力なHTMLパーサーの作成を支援します。一方、Puppeteer SharpやSeleniumなどのブラウザ自動化ツールはJavaScriptを実行し、動的サイトのスクレイピングを含む高度なウェブスクレイピング活動を可能にします。

一方、C++には使いやすいウェブスクレイピングライブラリが不足しています。ウェブサイトへのリクエスト送信やHTMLコンテンツ取得で最も普及しているのはlibcurlですが、これは学習曲線が急峻な低レベルライブラリであり、使いやすいインターフェースを備えていません。HTMLデータのパースにはlibxml2が優れた選択肢ですが、libcurlと同様の注意点があります。

C++でウェブスクレイピングを容易にする新たなライブラリも登場している。その一つであるcprは PythonのRequestsライブラリの移植版であり、libcurlを包み込む使いやすいラッパーインターフェースを提供することで、その使用プロセスを簡素化する。

言語機能

C#とC++の両方は、ウェブスクレイピングとデータ処理のプロセスを簡素化できる有用な言語機能を提供します。これらの機能を活用することで、堅牢で確実に高性能なウェブスクレイパーを迅速に記述できます。

C#がウェブスクレイパー作成において際立つ特徴には以下が含まれます：

一方、C++も以下のような豊富な機能を提供しています：

学習の容易さ

そのシンプルさと使いやすい機能のおかげで、C#は習得しやすい言語としての地位を確立しています。Javaに着想を得たその構文は理解しやすく、強力なウェブスクレイパーを数行のコードで簡単に記述できる多機能性を備えています。自動メモリ管理と高レベルの抽象化により、スクレイパーの中核となるロジックにのみ集中すればよく、残りは言語が処理してくれます。 .NETフレームワークでは、簡単なコマンドでサードパーティ製ライブラリをプロジェクトに簡単に追加できます。

以下はBright Dataホームページから機能一覧を抽出する超簡易ウェブスクレイパーの例です：

using HtmlAgilityPack;

var web = new HtmlWeb();
var document = web.Load("https://brightdata.com/");
var listOfHeadings = document.DocumentNode.QuerySelectorAll(".product_cards .repeater .h4.title");

foreach (var heading in listOfHeadings)
{
    Console.WriteLine(heading.InnerText);
}

一方、C++は習得が難しいことで悪名高い。あらゆる機能を備えているが、習得は容易ではなく、初心者を困惑させる癖が言語全体に散見される。手動メモリ管理、ガベージコレクションの欠如、システムの低レベルな複雑さへのアクセスといった特性が、C++を非常に強力かつ危険なものにしている。そのためC++の記述には高度な注意と長い時間を要する。

C++には中央集権的な依存関係管理システムも存在しません。Conanのようなツールはあるものの、公式の標準は存在しません。さらに、Mes on やCMakeといったC++ビルドツールは初心者向けではなく、学習初期段階で複雑さを増す要因となります。

比較のため、libcurlとlibxml2を使用したC++で書かれた同じWebスクレイパーを以下に示す：

#include <iostream>
#include "curl/curl.h"
#include "libxml/HTMLparser.h"
#include "libxml/xpath.h"

static size_t WriteCallback(void *contents, size_t size, size_t nmemb, void *userp)
{
    ((std::string*)userp)->append((char*)contents, size * nmemb);
    return size * nmemb;
}

int main() {
    CURL *curl;
    CURLcode res;
    std::string readBuffer;

    curl = curl_easy_init();
    if(curl) {
        std::cout << "Curl initializedn";
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, "https://brightdata.com/");
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEFUNCTION, WriteCallback);
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEDATA, &readBuffer);
        res = curl_easy_perform(curl);
        std::cout << "Curl実行完了n";
        curl_easy_cleanup(curl);

        htmlDocPtr doc = htmlReadMemory(readBuffer.c_str(), readBuffer.length(), nullptr, nullptr, HTML_PARSE_NOERROR);
        xmlXPathContextPtr context = xmlXPathNewContext(doc);
        xmlXPathObjectPtr features = xmlXPathEvalExpression((xmlChar *) "//section[contains(@class, 'product_cards')]//div[contains(@class, 'repeater')]//div[contains(@class, 'title')]", context);
     
        for (int i = 0; i < features->nodesetval->nodeNr; ++i) {
            xmlNodePtr feature = features->nodesetval->nodeTab[i];
            xmlXPathSetContextNode(feature, context);

            std::string text = std::string(reinterpret_cast<char *>(xmlNodeGetContent(feature)));

            std::cout << text << "n";
        }
        xmlXPathFreeContext(context);
        xmlFreeDoc(doc);
    }



    return 0;
}

ご覧の通り、C++コードはC#の例よりも長くなるだけでなく、より複雑です。

プラットフォーム互換性

C++とC#はどちらもWindows、macOS、Linuxを含む複数のプラットフォームで利用可能です。ただし、C#は主にWindows向けに設計されており、LinuxやmacOSなどの他のプラットフォームでC#を実行するには.NET Coreを使用する必要があります。.NET Coreを使用して真のクロスプラットフォームWebスクレイパーを作成する場合、.NETエコシステムに縛られることに留意してください。

一方、C++はより優れたクロスプラットフォーム互換性を提供します。C++コンパイラと標準C++ランタイムがインストールされていれば、どのマシンでもコンパイル可能です。GNUコンパイラコレクション（GCC）、Clang、Microsoft Visual C++（MSVC）など異なるコンパイラを使用でき、各プラットフォーム向けにパフォーマンスや設定を自由に調整できます。

速度

速度に関しては、C++が明らかに優位です。低レベル制御とシステムレベルでのメモリ管理機能を提供します。C++コードはマシンコードへコンパイルされるため、最終的な実行ファイルはターゲットシステム向けに最適化されます。これにより、リアルタイムデータのスクラッピングなど、速度が最優先されるシナリオにおいてC++は優れた選択肢となります。

C#は技術的にはC++より遅いものの、軽視すべきではありません。大半のアプリケーションではその差は無視できる程度であり、C#がもたらす学習・開発の容易さが、C++の速度優位性を上回るケースが少なくありません。とはいえ、パフォーマンスが極めて重要なウェブスクレイパーを書き、あらゆる性能を引き出す必要がある場合には、C++がより優れた選択肢となります。

メモリ消費量

C#のメモリ消費量は、リソースが限られた状況（メモリ容量の小さいIoTデバイスでの使用時や、他のメモリ集約型操作と併用時など）で問題を引き起こす可能性があります。大量のデータを扱う場合、C#アプリケーションはメモリ不足エラーに遭遇する恐れがあります。

ここでもメモリ消費量ではC++が優位です。C++ランタイムは.NETランタイムより軽量で、リソース消費が少ないです。さらにC++はシステムリソースへの直接的な低レベルアクセスを提供し、手動による細かなメモリ管理を可能にします。 C++では、メモリの割り当てと解放方法を制御でき、オブジェクトのコピーや移動方法さえ決定できます。これにより、高速で最適化されたウェブスクレイパーの作成にC++は最適な選択肢となります。データ量の多いウェブスクレイピングやリソースが限られたマシンを扱うシナリオでは、C++のウェブスクレイパーはC#版を上回る性能を発揮します。

汎用性

C#の汎用性はウェブスクレイピングにおいて顕著です。HTML Agility PackでHTMLサイトをスクレイピングし、CSSやXPathセレクタでデータを選択できます。Seleniumを使用すれば、動的サイトのスクレイピングやJavaScriptの実行といった高度な処理も可能です。

さらに、ウェブスクレイピングでは様々なデータ形式に遭遇する可能性があります。C#はJSONやXMLなど、これらのデータ形式のほとんどを標準でサポートしています。

スクレイピング後のデータ保存には、C#でPostgreSQLや MySQLといったSQLデータベース、MongoDBなどのNoSQLデータベースに接続できます。C#のLINQ機能により、データベースとの連携が直感的で容易になります。また、ウェブスクレイパーをGUIアプリケーションやコンソールアプリケーションとしてC#で記述することも可能です。

一方、C++はライブラリや高レベルな抽象化が不足しているため、汎用性にやや劣ります。JSONやXMLなどのデータ形式を扱うことは可能ですが、通常はサードパーティ製ライブラリのインストールが必要です。データベース接続には、PostgreSQL用にはlibpq++、MySQL用にはMySQL Connectorなどのライブラリが必要です。それでも高水準な抽象化が不足しているため、コードが複雑になりがちです。

さらに、C++には優れたオブジェクトリレーショナルマッピング（ORM）ライブラリが存在しないため、安全でセキュアかつ高性能なデータベースコードを書くのが困難です。

コミュニティ

C#には専門家や愛好家による活発なコミュニティが存在し、言語機能からサンプルシナリオまで網羅したドキュメントが整備されています。インスピレーションを得たい場合、助言を求めている場合、ガイドを探している場合でも、既存のドキュメントやコミュニティの助けが道標となるでしょう。

C#はまた、開発者にとって非常に貴重なコミュニティ開発パッケージの膨大なコレクションを誇っています。コーディングを容易にするものから反復的な手作業を自動化するものまで、あらゆるタスクに対応するパッケージが見つかります。最後に、C#と.NETエコシステムはマイクロソフトによって支えられており、開発、更新、サポートにおいて最高品質が保証されています。

一方、C++も熱心な愛好家による大規模なコミュニティを有しています。そのドキュメントは言語の細部に至るまで網羅した不可欠なリソースです。Stack Overflowなどのフォーラムも、質問への回答や学習リソースを提供することでC++開発者に役立ちます。

しかしC++は主にシステムプログラミングや低レベルでパフォーマンスが重要なアプリケーションで使用され、ウェブスクレイピングは頻繁に利用される分野ではありません。つまり、C++でのウェブスクレイピングに関するチュートリアルやドキュメントは多く見つけられないでしょう。言語の複雑さとサポートの不足から、C++でウェブスクレイパーを記述中にエラーが発生した場合、おそらく自分でトラブルシューティングする必要があるでしょう。

実世界のユースケース

C#は主にウェブ開発の世界で使用されます。.NETフレームワークはウェブサーバー作成に最適な選択肢です。C#がウェブ開発と自然に親和性を持つこと、そして多数のサードパーティパッケージや言語機能が利用可能なことから、ウェブスクレイパー作成に最適な選択肢となっています。

C#はまた、市場調査や競合情報分析を目的としたスタートアップやデータ分析の世界でも頻繁に使用されます。GUIの作成にも用いられ、グラフィカルインターフェースに慣れたユーザーにとって有益です。

C++は高速性と低リソース消費のため、パフォーマンスが極めて重要なウェブスクレイピングタスクに用いられます。例えば金融分野では、意思決定にリアルタイムのウェブスクレイピングと超高速データ処理が不可欠なため、この理由でC++が採用されることが多いです。さらにC++は、組込みシステムなどリソースが限られた環境でも真価を発揮します。

結論

本記事では、C#とC++の長所・短所、およびそれぞれの最適な活用場面について解説しました。

C#は使いやすさと保守性の面で優れていますが、C++はパフォーマンスとリソース使用が重要な場面で真価を発揮します。ただし、この2つの言語が対立する必要はありません。プロジェクトに適していると判断すれば、両言語を自由に併用できます。例えば、スクレイパー本体をC#で記述しつつ、パフォーマンスが重要なデータ処理部分をC++で実装するといった方法が考えられます。

どの言語を選択しても、実際のウェブスクレイピングではIPアドレスの禁止、ジオブロッキング、ボット対策など複数の課題に直面します。Bright Dataはこれらの課題に対処する多様な製品を提供しています。最高級のプロキシサービスからウェブスクレイピングAPIまで、Bright Dataはスクレイピングプロジェクトを次のレベルへ引き上げるための全てを備えています。

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