C#とWinFormsで学ぶ！クイズアプリ開発の基礎【制作編】

2025年2月13日

1. ～クラス分割＆4人制作チュートリアル～
2. 1. はじめに
3. 2. 役割分担とチーム体制
4. 3. 全体設計とクラスの役割
- 4.1. クラス分割例
5. 4. 各クラスの実装例
6. 5. WinForms (MainForm) との連携
7. 6. GitHubによるチーム開発
- 7.1. リポジトリ作成と運用
- 7.2. プルリクエストとレビュー
8. 7. エラーハンドリングと CSVファイル管理
- 8.1. フォルダを作成する方法
- 8.2. 実行時に実行ファイルと同じフォルダにコピーする方法
9. 8. 発展的な機能（余裕があれば）
10. 9. 4人制作のチュートリアル要素
- 10.1. 【担当者別作業手順】
- 10.2. 【作業の進め方】
11. 10. まとめ

～クラス分割＆4人制作チュートリアル～

本資料は、C#のWinFormsを用いてクイズアプリを開発する手順を、オブジェクト指向設計に基づいてクラス分割しながら学ぶためのチュートリアルです。
また、初学者4名でのチーム制作を前提に、各担当者の役割・作業フロー、GitHubでの連携方法も詳しく解説します。

1. はじめに

このプロジェクトでは、シンプルながら実用的なクイズアプリを作成します。
学習内容は以下の通りです。

WinFormsの基本操作：
UI設計、画像（PictureBox）、ボタン（Button）、タイマー（Timer）の操作
オブジェクト指向設計：
クラス分割により各クラスの責務を明確化
データ管理：
CSVファイルからの問題データの読み込みとエラーハンドリング
サウンド再生：
SoundPlayer を用いた効果音やBGMの再生
GitHubによるチーム開発：
ブランチ運用、プルリクエスト、Issue管理

各担当者は自分の役割に沿って実装を進め、最終的に各パーツを統合して動作するクイズアプリを完成させます。

2. 役割分担とチーム体制

本プロジェクトは、初学者4名での制作を前提としています。
各メンバーの担当は以下の通りです。

UI担当（Aさん）
- 作業内容：
  - MainForm の基本レイアウト作成（Label、PictureBox、Button、Timerの配置）
  - イベントハンドラの設定とUI操作の実装
  - GitHubの feature/ui ブランチで作業
ロジック担当（Bさん）
- 作業内容：
  - Question と QuizManager クラスの実装
  - 回答チェックや問題進行管理のビジネスロジックの作成
  - GitHubの feature/logic ブランチで作業
サウンド＆リソース担当（Cさん）
- 作業内容：
  - 効果音、BGM、画像やアイコンなどのリソース準備
  - SoundManager クラスの実装（サウンド再生処理の集中管理）
  - GitHubの feature/sound ブランチで作業
データ管理担当（Dさん）
- 作業内容：
  - 問題データをまとめたCSVファイルの作成と管理
  - CsvReader クラスの実装とテスト
  - GitHubの feature/data ブランチで作業

各自が自分の担当分野に責任を持ち、定期的なミーティングやコードレビューを通じて連携しながらプロジェクトを進めます。

3. 全体設計とクラスの役割

クラス分割例

Question クラス
問題データ（問題文、選択肢、正解インデックス、画像パス、サウンドパス）を保持します。
QuizManager クラス
クイズ全体の進行管理（問題リスト、現在の問題、スコア管理、回答チェック、次の問題への切替）を担当します。
CsvReader ヘルパークラス
CSVファイルから問題データを読み込み、Question オブジェクトのリストを生成します。
SoundManager クラス（オプション）
サウンド再生処理を一元管理し、UIやQuizManagerから呼び出せるようにします。

この設計により、各クラスは単一の責務を持ち、保守性・拡張性が向上します。

4. 各クラスの実装例

① Question クラス

/// <summary>
/// クイズの問題データを保持するクラスです。
/// </summary>
public class Question
{
    /// <summary>
    /// 問題文を取得または設定します。
    /// </summary>
    public string Text { get; set; }

    /// <summary>
    /// 選択肢の配列を取得または設定します。
    /// </summary>
    public string[] Choices { get; set; }

    /// <summary>
    /// 正解の選択肢のインデックスを取得または設定します。
    /// </summary>
    public int CorrectIndex { get; set; }

    /// <summary>
    /// 画像ファイルのパスを取得または設定します。
    /// </summary>
    public string ImagePath { get; set; }

    /// <summary>
    /// サウンドファイルのパスを取得または設定します。
    /// </summary>
    public string SoundPath { get; set; }

    /// <summary>
    /// Question クラスの新しいインスタンスを初期化します。
    /// </summary>
    /// <param name="text">問題文</param>
    /// <param name="choices">選択肢の配列</param>
    /// <param name="correctIndex">正解の選択肢のインデックス</param>
    /// <param name="imagePath">画像ファイルのパス</param>
    /// <param name="soundPath">サウンドファイルのパス</param>
    public Question(string text, string[] choices, int correctIndex, string imagePath, string soundPath)
    {
        Text = text;
        Choices = choices;
        CorrectIndex = correctIndex;
        ImagePath = imagePath;
        SoundPath = soundPath;
    }
}

② QuizManager クラス

/// <summary>
/// クイズ全体の進行管理を行うクラスです。
/// 問題リスト、現在の問題、スコア管理、回答チェック、次の問題への切替などを担当します。
/// </summary>
public class QuizManager
{
    /// <summary>
    /// 問題のリストを取得します。
    /// </summary>
    public List<Question> Questions { get; private set; }

    /// <summary>
    /// 現在のスコアを取得します。
    /// </summary>
    public int Score { get; private set; }

    /// <summary>
    /// 現在の問題のインデックスを取得します。
    /// </summary>
    public int CurrentQuestionIndex { get; private set; }

    /// <summary>
    /// QuizManager クラスの新しいインスタンスを初期化します。
    /// </summary>
    public QuizManager()
    {
        Questions = new List<Question>();
        Score = 0;
        CurrentQuestionIndex = 0;
    }

    /// <summary>
    /// 指定した CSV ファイルから問題を読み込みます。
    /// </summary>
    /// <param name="csvPath">CSVファイルのパス</param>
    public void LoadQuestions(string csvPath)
    {
        Questions = CsvReader.ReadQuestions(csvPath);
    }

    /// <summary>
    /// 現在の問題を返します。
    /// </summary>
    /// <returns>現在の Question オブジェクト。問題がなければ null を返します。</returns>
    public Question GetCurrentQuestion()
    {
        if (CurrentQuestionIndex < Questions.Count)
            return Questions[CurrentQuestionIndex];
        return null;
    }

    /// <summary>
    /// ユーザーの回答が正解かどうかをチェックし、正解の場合はスコアを加算します。
    /// </summary>
    /// <param name="selectedIndex">ユーザーが選択した選択肢のインデックス</param>
    /// <returns>正解の場合は true、不正解の場合は false</returns>
    public bool CheckAnswer(int selectedIndex)
    {
        var current = GetCurrentQuestion();
        if (current == null)
            return false;

        bool isCorrect = selectedIndex == current.CorrectIndex;
        if (isCorrect)
            Score += 10;
        return isCorrect;
    }

    /// <summary>
    /// 次の問題へ進みます。
    /// </summary>
    /// <returns>次の問題が存在する場合は true、存在しない場合は false</returns>
    public bool MoveToNextQuestion()
    {
        CurrentQuestionIndex++;
        return CurrentQuestionIndex < Questions.Count;
    }
}

③ CsvReader ヘルパークラス

using System.IO;
using System.Linq;
using System.Windows.Forms;

/// <summary>
/// CSVファイルから問題データを読み込み、Question オブジェクトのリストを生成するヘルパークラスです。
/// </summary>
public static class CsvReader
{
    /// <summary>
    /// 指定した CSV ファイルから Question オブジェクトのリストを生成します。
    /// </summary>
    /// <param name="csvPath">CSVファイルのパス</param>
    /// <returns>Question オブジェクトのリスト</returns>
    public static List<Question> ReadQuestions(string csvPath)
    {
        List<Question> questions = new List<Question>();

        try
        {
            var lines = File.ReadAllLines(csvPath);
            // ヘッダーをスキップするために lines.Skip(1) を使用
            foreach (var line in lines.Skip(1))
            {
                var parts = line.Split(',');
                if (parts.Length < 8)
                    continue; // フォーマットエラーの場合はスキップ

                string text = parts[0];
                string[] choices = new string[] { parts[1], parts[2], parts[3], parts[4] };
                int correctIndex = int.Parse(parts[5]);
                string imagePath = parts[6];
                string soundPath = parts[7];

                questions.Add(new Question(text, choices, correctIndex, imagePath, soundPath));
            }
        }
        catch (Exception ex)
        {
            MessageBox.Show($"CSV読み込みエラー: {ex.Message}");
        }

        return questions;
    }
}

④ SoundManager クラス（オプション）

using System.IO;
using System.Media;
using System.Windows.Forms;

/// <summary>
/// サウンドの再生処理を一元管理するクラスです。
/// 指定されたサウンドファイルの存在確認と再生を行います。
/// </summary>
public static class SoundManager
{
    /// <summary>
    /// 指定されたサウンドファイルを再生します。
    /// </summary>
    /// <param name="soundPath">サウンドファイルのパス</param>
    public static void PlaySound(string soundPath)
    {
        if (File.Exists(soundPath))
        {
            try
            {
                using (SoundPlayer player = new SoundPlayer(soundPath))
                {
                    player.Play();
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show($"サウンド再生エラー: {ex.Message}");
            }
        }
        else
        {
            MessageBox.Show("サウンドファイルが見つかりません。");
        }
    }
}

5. WinForms (MainForm) との連携

以下は、UI側のメイン画面を実装する MainForm のサンプルコードです。
QuizManager や SoundManager を利用し、ユーザーの入力に対応しています。

using System;
using System.IO;
using System.Windows.Forms;

/// <summary>
/// クイズアプリのメイン画面を実装するフォームです。
/// QuizManager や SoundManager を利用して、ユーザーの入力に対応します。
/// </summary>
public partial class MainForm : Form
{
    /// <summary>
    /// クイズの進行管理を行う QuizManager オブジェクト
    /// </summary>
    private QuizManager quizManager;

    /// <summary>
    /// 問題ごとの制限時間（秒）
    /// </summary>
    private int timeLeft = 30;

    /// <summary>
    /// MainForm クラスの新しいインスタンスを初期化します。
    /// </summary>
    public MainForm()
    {
        InitializeComponent();
        quizManager = new QuizManager();
        // CSVファイルのパスは適宜変更してください
        quizManager.LoadQuestions("questions.csv");
        LoadCurrentQuestion();
        timer1.Start();
    }

    /// <summary>
    /// 現在の問題を画面上に表示します。
    /// 問題が存在しない場合はクイズ終了のメッセージを表示します。
    /// </summary>
    private void LoadCurrentQuestion()
    {
        var current = quizManager.GetCurrentQuestion();
        if (current == null)
        {
            MessageBox.Show($"クイズ終了！ 最終スコア：{quizManager.Score}");
            timer1.Stop();
            return;
        }

        lblQuestion.Text = current.Text;
        btnChoice1.Text = current.Choices[0];
        btnChoice2.Text = current.Choices[1];
        btnChoice3.Text = current.Choices[2];
        btnChoice4.Text = current.Choices[3];

        // 画像表示
        if (File.Exists(current.ImagePath))
            pictureBox1.Image = Image.FromFile(current.ImagePath);
        else
            pictureBox1.Image = null;

        // サウンド再生
        SoundManager.PlaySound(current.SoundPath);

        // タイマーリセット
        timeLeft = 30;
        lblTimer.Text = timeLeft.ToString();
    }

    /// <summary>
    /// 選択肢ボタンのクリックイベントハンドラです。
    /// 各ボタンから ProcessAnswer メソッドを呼び出します。
    /// </summary>
    private void btnChoice1_Click(object sender, EventArgs e) { ProcessAnswer(0); }
    private void btnChoice2_Click(object sender, EventArgs e) { ProcessAnswer(1); }
    private void btnChoice3_Click(object sender, EventArgs e) { ProcessAnswer(2); }
    private void btnChoice4_Click(object sender, EventArgs e) { ProcessAnswer(3); }

    /// <summary>
    /// ユーザーが選択した回答を処理します。
    /// 正解、不正解のメッセージを表示し、次の問題に進むか終了処理を行います。
    /// </summary>
    /// <param name="selectedIndex">選択された選択肢のインデックス</param>
    private void ProcessAnswer(int selectedIndex)
    {
        timer1.Stop();
        bool correct = quizManager.CheckAnswer(selectedIndex);
        MessageBox.Show(correct ? "正解！" : "不正解！");
        if (quizManager.MoveToNextQuestion())
        {
            LoadCurrentQuestion();
            timer1.Start();
        }
        else
        {
            MessageBox.Show($"クイズ終了！ 最終スコア：{quizManager.Score}");
        }
    }

    /// <summary>
    /// タイマーの Tick イベントハンドラです。
    /// 制限時間をカウントダウンし、時間切れの場合は次の問題に進みます。
    /// </summary>
    private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
    {
        timeLeft--;
        lblTimer.Text = timeLeft.ToString();
        if (timeLeft <= 0)
        {
            timer1.Stop();
            MessageBox.Show("時間切れ！");
            if (quizManager.MoveToNextQuestion())
            {
                LoadCurrentQuestion();
                timer1.Start();
            }
            else
            {
                MessageBox.Show($"クイズ終了！ 最終スコア：{quizManager.Score}");
            }
        }
    }
}

6. GitHubによるチーム開発

リポジトリ作成と運用

GitHub に新しいリポジトリを作成（例：quiz-app-winform）
GitHub Desktop でローカルにクローン
ブランチ運用例：
- main：安定版
- feature/ui：UI作成用
- feature/logic：ロジック実装用
- feature/sound：サウンド処理用
- feature/data：CSVデータ管理用

プルリクエストとレビュー

各担当者は作業完了後、プルリクエストを作成し、チーム内でコードレビューを実施します。
定期ミーティングや Issue 管理を通じ、進捗と課題を共有します。

7. エラーハンドリングと CSVファイル管理

エラーハンドリング：
画像・サウンドの読み込み、CSVパース時の例外処理を実装し、ユーザーに分かりやすいエラーメッセージを表示します。
CSVファイルの仕様例：
CSVファイルは以下のフォーマットで管理します。

  Text,Choice1,Choice2,Choice3,Choice4,CorrectIndex,ImagePath,SoundPath
  問題文1,選択肢1,選択肢2,選択肢3,選択肢4,0,images/q1.png,sounds/q1.wav

※ ヘッダー行を含むため、読み込み時に lines.Skip(1) を使用します。

フォルダを作成する方法

実行時に実行ファイルと同じフォルダにコピーする方法

8. 発展的な機能（余裕があれば）

ランキング機能：
ユーザーのスコアを保存し、ランキング表示を実装
難易度調整：
問題ごとに制限時間や得点を変更し、難易度のバリエーションを実現
UIの改善：
アニメーションや視覚効果を追加して、より魅力的なインターフェースに改良
タイマーの拡張：
カウントダウンの視覚効果やインタラクティブなフィードバックを実装

9. 4人制作のチュートリアル要素

このプロジェクトは初学者4名での制作を前提としています。
以下は、担当者別の具体的な作業手順と連携手順です。

【担当者別作業手順】

UI担当（Aさん）
- MainForm の基本レイアウト（Label、PictureBox、Button、Timerの配置）を実装
- イベントハンドラ設定と UI 操作のロジック実装
- 完成後、feature/ui ブランチにコミット
ロジック担当（Bさん）
- Question、QuizManager クラスの実装
- 回答チェックや問題進行管理のロジック作成
- 完成後、feature/logic ブランチにコミット
サウンド＆リソース担当（Cさん）
- 効果音、BGM、画像等のリソース準備
- SoundManager クラスの実装（サウンド再生処理）
- 完成後、feature/sound ブランチにコミット
データ管理担当（Dさん）
- 問題データをまとめた CSV ファイルの作成
- CsvReader クラスの実装とテスト
- 完成後、feature/data ブランチにコミット