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C#でMCP入門（Weather API連携編）- 書籍『MCP入門』のPythonコードを移植する(4)

gushwell

2026/01/19に公開

.NET

Model Context Protocol

MCP サーバー

tech

 はじめにシリーズ第4回目の本記事では、『MCP入門――生成AIアプリ本格開発』（技術評論社）の第7章に掲載されているプログラムexternal_api_server_weather.pyを C# に移植します。(著者の小野哲さんからは、移植および掲載の許可をいただいています)
!『MCP入門―生成AIアプリ本格開発』を読んでいない方にも理解できる内容にしたつもりです。
前回の記事では、データベースという「内部の情報」を扱いました。
https://zenn.dev/zead/articles/mcp-learning-3
今回は、外部の世界と繋がるMCPサーバーを C# でどのように書くかを見ていきます。

利用するWeb APIは、OpenWeatherMap APIです。
元となった Python コードは、以下のリポジトリで公開されています。
https://github.com/gamasenninn/MCP_Learning

 全体像
 何をするサーバーかこのサーバーは、OpenWeatherMap の REST API を叩いて、指定した都市の
現在の天気
最大5日分の天気予報（3時間ごとの予報を日別にまとめたもの）
を取得し、その結果を MCPツールの戻り値として JSONで返す 役割を担います。C# 側は、次のような構成になっています。
Program.cs

.AddMcpServer().WithHttpTransport().WithTools<WeatherTools>() で MCPを有効化

/api/mcp に MCPエンドポイントをマッピング
WeatherTools.cs
OpenWeatherMap 連携の MCPツール群
現在の天気: WeatherTools.GetWeatherAsync()
天気予報: WeatherTools.GetWeatherForecastAsync()

 OpenWeatherMap の API キーを用意するでは、さっそく開発を開始しましょう。まずは、事前に OpenWeatherMap のサイトから API キーを取得しておきます。
https://openweathermap.org/
サインアップ後に、APIキーを作成し、その値をメモしておいてください。

 プロジェクトの作成以下のコマンドで、MCP サーバープロジェクトを作成します。ここでは、プロジェクト名をWeatherServerとしました。
dotnet new mcpserver -n WeatherServer

 DTOクラスの定義MCP経由でJSONとして返却される公開DTOクラスを定義します。C#のレコード型を利用しています。

元のPythonのコードは型定義をしていませんが、C#の良さを出すために、できるだけ忠実にC#の型に移植しています。
Toolsフォルダに Dtos.csファイルを作成し、Dtosクラスを定義します。
namespace WeatherServer.Tools;

/// <summary>
/// MCP 経由で JSON として返却される公開 DTO クラス。
/// </summary>
public static class Dtos
{
    /// <summary>
    /// 現在の天気情報のレスポンス。
    /// Python版 get_weather の戻り値に対応。
    /// </summary>
    public record CurrentWeatherResult(
        string City,
        string Country,
        double Temperature,
        double FeelsLike,
        double Humidity,
        double Pressure,
        string WeatherMain,
        string WeatherDescription,
        double WindSpeed,
        double Visibility, // km
        string Timestamp);

    /// <summary>
    /// 時刻別の予報データ。
    /// </summary>
    public record ForecastItem(
        string Time, // "HH:mm"
        double Temperature,
        string Weather,
        double RainProbability); // %

    /// <summary>
    /// 1日分の予報データ。
    /// </summary>
    public record DailyForecast(
        string Date, // ISO (yyyy-MM-dd)
        List<ForecastItem> Forecasts);

    /// <summary>
    /// 複数日分の天気予報レスポンス。
    /// Python版 get_weather_forecast の戻り値に対応。
    /// </summary>
    public record WeatherForecastResult(
        string City,
        string Country,
        List<DailyForecast> DailyForecasts);

    /// <summary>
    /// OpenWeather Current Weather API のレスポンス。
    /// </summary>
    public record CurrentWeatherResponse(
        string Name,
        Sys Sys,
        Main Main,
        Weather[] Weather,
        Wind? Wind,
        double? Visibility);

    /// <summary>
    /// OpenWeather Forecast API のレスポンス。
    /// </summary>
    public record ForecastResponse(
        City City,
        List<ForecastItemResponse> List);

    /// <summary>
    /// Forecast API の City 部分。
    /// </summary>
    public record City(
        string Name,
        string Country);

    /// <summary>
    /// Forecast API の List アイテム。
    /// </summary>
    public record ForecastItemResponse(
        long Dt,
        Main Main,
        Weather[] Weather,
        double? Pop);

    /// <summary>
    /// Main オブジェクト。
    /// </summary>
    public record Main(
        double Temp,
        double FeelsLike,
        double Humidity,
        double Pressure);

    /// <summary>
    /// Weather オブジェクト。
    /// </summary>
    public record Weather(
        string Main,
        string Description);

    /// <summary>
    /// Sys オブジェクト。
    /// </summary>
    public record Sys(
        string Country);

    /// <summary>
    /// Wind オブジェクト。
    /// </summary>
    public record Wind(
        double Speed);
}

 WeatherTools.csの作成Toolsフォルダに、WeatherTools.csファイルを作成し、WeatherToolsクラスを定義します。

このクラスは、OpenWeatherMap API と連携して天気情報を取得するツールクラスです。
using System.ComponentModel;
using System.Globalization;
using System.Text.Json;
using System.Net.Http.Json;
using ModelContextProtocol.Server;

namespace WeatherServer.Tools;

/// <summary>
/// OpenWeather API と連携して天気情報を取得する MCP ツール群。
/// Python版 external_api_server_weather.py の移植版。
/// </summary>
public class WeatherTools
{
    // 共通で使用する HttpClient （タイムアウトを設定）
    private static readonly HttpClient HttpClient = new()
    {
        Timeout = TimeSpan.FromSeconds(10)
    };

    // JsonSerializerOptions を共有で使う
    private static readonly JsonSerializerOptions JsonOptions = new()
    {
        PropertyNameCaseInsensitive = true
    };


    private const string CurrentWeatherUrl = "https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather";
    private const string ForecastUrl = "https://api.openweathermap.org/data/2.5/forecast";

    // OpenWeatherMap の API キーを環境変数から取得します。
    private static string GetOpenWeatherApiKey()
    {
        // Python版と同じく OPENWEATHER_API_KEY 環境変数を利用
        var apiKey = Environment.GetEnvironmentVariable("OPENWEATHER_API_KEY");

        if (string.IsNullOrWhiteSpace(apiKey))
        {
            throw new InvalidOperationException(
                "OpenWeatherMap APIキーが設定されていません (環境変数 OPENWEATHER_API_KEY を設定してください)。");
        }

        return apiKey;
    }

    // 安全な API リクエスト実行（Python版 make_api_request 相当）。
    private async Task<T> MakeApiRequestAsync<T>(string url)
    {
        using var resp = await HttpClient.GetAsync(url);
        resp.EnsureSuccessStatusCode();

        var result = await resp.Content.ReadFromJsonAsync<T>(JsonOptions);
        if (result is null)
            throw new InvalidOperationException("APIレスポンスのデシリアライズに失敗しました");

        return result;
    }

    // ==== MCP ツールメソッド ====

    [McpServerTool]
    [Description("指定した都市の現在の天気を取得します。OpenWeather の current weather API を利用し、気温・体感温度・湿度・気圧・天気概要・風速・視程などを返します。")]
    public async Task<Dtos.CurrentWeatherResult> GetWeather(
        [Description("都市名（例: Tokyo, Osaka）")] string city,
        [Description("国コード（例: JP, US）。省略時は JP。")] string countryCode = "JP")
    {
        var apiKey = GetOpenWeatherApiKey();

        var parameters = new Dictionary<string, string>
        {
            ["q"] = $"{city},{countryCode}",
            ["appid"] = apiKey,
            ["units"] = "metric", // 摂氏温度
            ["lang"] = "ja"       // 日本語
        };

        var query = string.Join("&", parameters
            .Select(kvp => $"{Uri.EscapeDataString(kvp.Key)}={Uri.EscapeDataString(kvp.Value)}"));
        var fullUrl = $"{CurrentWeatherUrl}?{query}";
        var response = await MakeApiRequestAsync<Dtos.CurrentWeatherResponse>(fullUrl);

        return new Dtos.CurrentWeatherResult(
            City: response.Name,
            Country: response.Sys.Country,
            Temperature: response.Main.Temp,
            FeelsLike: response.Main.FeelsLike,
            Humidity: response.Main.Humidity,
            Pressure: response.Main.Pressure,
            WeatherMain: response.Weather.FirstOrDefault()?.Main ?? string.Empty,
            WeatherDescription: response.Weather.FirstOrDefault()?.Description ?? string.Empty,
            WindSpeed: response.Wind?.Speed ?? 0d,
            Visibility: (response.Visibility ?? 0) / 1000.0,
            Timestamp: DateTimeOffset.Now.ToString("o", CultureInfo.InvariantCulture));
    }

    [McpServerTool]
    [Description("指定した都市の天気予報（最大5日分）を取得します。3時間ごとの予報を日別にグループ化して返します。")]
    public async Task<Dtos.WeatherForecastResult> GetWeatherForecast(
        [Description("都市名（例: Tokyo, Osaka）")] string city,
        [Description("予報日数（1〜5日）。")] int days = 5,
        [Description("国コード（例: JP, US）。省略時は JP。")] string countryCode = "JP")
    {

        if (days < 1 || days > 5)
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(days), "予報日数は1-5日の範囲で指定してください。");
        }

        var apiKey = GetOpenWeatherApiKey();

        var parameters = new Dictionary<string, string>
        {
            ["q"] = $"{city},{countryCode}",
            ["appid"] = apiKey,
            ["units"] = "metric",
            ["lang"] = "ja"
        };

        var query = string.Join("&", parameters
            .Select(kvp => $"{Uri.EscapeDataString(kvp.Key)}={Uri.EscapeDataString(kvp.Value)}"));
        var fullUrl = $"{ForecastUrl}?{query}";
        var response = await MakeApiRequestAsync<Dtos.ForecastResponse>(fullUrl);

        var maxItems = Math.Min(response.List.Count, days * 8);
        var dailyForecasts = response.List
            .Take(maxItems)
            .Select(item =>
            {
                var dateTime = DateTimeOffset.FromUnixTimeSeconds(item.Dt).ToLocalTime().DateTime;
                var dateOnly = DateOnly.FromDateTime(dateTime);
                return (item, dateTime, dateOnly);
            })
            .GroupBy(x => x.dateOnly)
            .Select(g => new Dtos.DailyForecast(
                Date: g.Key.ToString("yyyy-MM-dd", CultureInfo.InvariantCulture),
                Forecasts: g.Select(x => new Dtos.ForecastItem(
                    Time: x.dateTime.ToString("HH:mm", CultureInfo.InvariantCulture),
                    Temperature: x.item.Main.Temp,
                    Weather: x.item.Weather.Length > 0 ? x.item.Weather[0].Description : string.Empty,
                    RainProbability: x.item.Pop.HasValue ? x.item.Pop.Value * 100.0 : 0d
                )).ToList()
            ))
            .Take(days)
            .ToList();

        return new Dtos.WeatherForecastResult(
            City: response.City.Name,
            Country: response.City.Country,
            DailyForecasts: dailyForecasts.Take(days).ToList());
    }
}
WeatherTools クラスには以下のツールが実装されています：

GetWeatherAsync: 指定した都市の現在の天気を取得

GetWeatherForecastAsync: 指定した都市の天気予報を取得
[McpServerTool]属性、[Description]属性を使うのはこれまでと同じです。
これらのツールは OpenWeatherMap API を呼び出し、JSON レスポンスをパースして構造化されたデータを返します。型定義したりして書籍のコードより随分と長いコードになってしまいましたがご容赦を。

 エントリポイント: Program.csエントリポイントとなる Program.csを編集し、WeatherToolsクラスをツールとして登録します。
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using WeatherServer.Tools;

var builder = Host.CreateApplicationBuilder(args);

// すべてのログを stderr に送信するように設定します (MCP プロトコル メッセージには stdout が使用されます)。
builder.Logging.AddConsole(o => o.LogToStandardErrorThreshold = LogLevel.Trace);

// MCPサービスを追加します。使用するトランスポートは stdio です。
// ツールは、WeatherToolsクラスを利用します。
builder.Services
    .AddMcpServer()
    .WithStdioServerTransport()
    .WithTools<WeatherTools>();

var app = builder.Build();

await app.RunAsync();

 ビルドと実行
 ビルド以下のコマンドでビルドします。
dotnet publish -c Release
bin\Release\net10.0\win-x64\publish\にexeファイルが作成されます。

この exe ファイルは、.NET Runtime がインストールされていない環境でも実行できます。

 実行ファイルとデータベースファイルをコピー特定のフォルダに以下のファイルをコピーします。ここでは、C:\mcp-learning\mcpserverフォルダにコピーすることとします。
WeatherServer.exe
WeatherServer.pdb

 claude_desktop_config.jsonを編集Claude Desktopに組み込んで動作を確認します。

%APPDATA%\Claude\claude_desktop_config.json を開き、以下のように記述します（存在しない場合はファイルを作成してください）。
"OPENWEATHER_API_KEY"には、事前に取得したAPIキーを設定します。
{
 "mcpServers": {
   "weather_server": {
      "command": "C:\\mcp-learning\\mcpserver\\WeatherServer.exe",
      "args": [],
      "env": {
        "OPENWEATHER_API_KEY": "ここにAPIキーを書く"
      }
   }
 }
}
!Windows版のClaude Desktopは、OS側で設定した環境変数を正しく取得できないようです。そのため、苦肉の策でclaude_desktop_config.jsonに環境変数を記述しています。本番運用する場合には、別の対策を検討してください。
!もし、うまく組み込めないようなら、タスクマネージャーからClaudeで検索して、タスクをすべて終了させてから、Claude Desktopを起動してください。

 Claude Desktopで確認Claude Desktopを起動して、以下のような質問を投げてみます。
「東京の天気を教えて」

「明日の宇都宮市の天気を教えて」
WeatherServer のツールが使用され、天気情報が返されます。

 データの流れ
 最後にこの記事では、C#を使用して外部 APIと連携する MCPサーバーの作成方法について説明しました。

MCPツールが、何を受け取り何を返すべきなのかを見極めることができれば、あとは通常のWebAPIの呼び出しと変わりないことがわかりました。
次回は、第7章に掲載されている "NEWS APIと連携する MCPサーバー" を C#に移植してみようと思います。
これまでの記事
C#でMCP入門（HTTP方式編）- 書籍『MCP入門』のPythonコードを移植する(1)

C#でMCP入門（STDIO方式編）- 書籍『MCP入門』のPythonコードを移植する(2)

C#でMCP入門（DB接続編）- 書籍『MCP入門』のPythonコードを移植する(3)

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株式会社ジードはクラウド上で動作するWebアプリケーションの開発、Webサイトの制作およびクラウドの運用代行・監視を行う企業です。受託開発を行っています。幅広いニーズに対応可能です。利用技術は、Azure, .NET,C#,Vue,Svelte,JavaScript,Python,Flutterなど。

はじめに

全体像

何をするサーバーか

OpenWeatherMap の API キーを用意する

プロジェクトの作成

DTOクラスの定義

WeatherTools.csの作成

エントリポイント: Program.cs

ビルドと実行

ビルド

実行ファイルとデータベースファイルをコピー

claude_desktop_config.jsonを編集

Claude Desktopで確認

データの流れ

最後に

Discussion