ROOTの歴史

ROOTは1994年にRene BrunとFons Rademakerによってスイス・CERNで開発がスタートしました。 Fortranを使った解析ツール（PAW）の知見を活かして、C++によるオブジェクト指向のデータ解析ツールとして設計されました。 今日まで高エネルギー物理学の標準的なフレームワークとして使用されています。

PAWからROOTへ

PAW（Physics Analysis Workstation）はFortranで書かれた対話型データ解析ツールです。 CERNLIB（CERN Program Library）を基盤として構築され、HBOOK等の複数の解析ツールを統合していました。

PAWは1986年にCERNで開発が始まり、高エネルギー物理学分野で何十年も標準的なツールとして使用されてきました。 しかし2003年にCERNLIBのサポートが終了し、2014年にはPAWの開発・サポートも終了しました。

ROOTはPAWの実質的な後継ツールです。 TTreeの設計（PAW/HBOOKのNTuple概念を継承）、メソッド命名規則（SetXxx(), GetXxx()）、対話型開発環境など、PAWの思想を多く受け継いでいます。 ただしFortran（手続き型）からC++（オブジェクト指向）へ進化し、モダンなプログラミング環境を実現しています。

CINTからClingへ

ROOTは対話型のC++開発環境を備えています。 長年、CINTと呼ばれるCERNが独自開発したC++インタープリターが使用されてきました。 ROOT 6からはCINTの後継であるClingに置き換わりました。

ClingはClang/LLVMコンパイラーをベースにしており、より標準的なC++に準拠しています。 CINTより高速で動き、C++11以降のモダンなC++機能（ラムダ式、auto、std::tupleなど）をサポートしています。

注釈

clingはスタンドアロンでも利用可能です。Homebrewでインストールできます。

$ brew install cling
$ cling

TTreeとRDataFrame

TTreeはROOTのもっとも基本的で重要な設計思想です。 ROOTの開発当初から変わらず、TAF/HBOOKのNTuple概念を継承した階層的データ構造として設計されています。 branch（ブランチ／枝）とleaf（リーフ／葉）の概念により、複雑な実験データを効率的に保存・読み込み・解析できます。 TTreeのブランチ指定やGetEntry()ループはとても強力で、さまざまな実験の複雑な要求にも柔軟に対応できます。

しかし、ROOTが数十年使われ続ける中で 「TTreeへのアクセスをもっと簡潔に書きたい」 という要望も増えました。 そこで2018年のROOT 6.14から導入されたのがRDataFrameです。 RDataFrameは関数型プログラミングのパラダイムを採用し、TTreeの上に高レベルなAPIを提供しています。

RDataFrameは、TTreeに置き換わる機能ではなく、TTreeという堅牢な基礎の上に、より使いやすいインターフェイスを追加した進化形です。 そのため、内部的にはTTreeを活用しながら、Pythonのpandasなどの近代的なデータ解析ツールに近い使い方を実現しています。