教程：在 Visual Studio 中创建一个简单的 C# 控制台应用（第 1 部分，共 2 部分）

在本教程中，你将使用 Visual Studio 创建和运行 C# 控制台应用，并探索 Visual Studio 集成开发环境 (IDE) 的部分功能。 本教程是由两个部分构成的系列教程的第一部分。

在本教程中，请完成以下任务：

• 创建一个 Visual Studio 项目。
• 创建一个 C# 控制台应用。
• 调试应用。
• 关闭应用。
• 检查完整的代码。

在第 2 部分，你将扩展此应用以添加更多项目、了解调试技巧和引用第三方包。

必备条件

必须安装 Visual Studio。

如果尚未安装 Visual Studio，请转到 Visual Studio 下载页免费安装。

创建项目

若要开始，请创建一个 C# 应用程序项目。 项目类型随附了所需的全部模板文件。

1. 打开 Visual Studio，然后在“开始”窗口中选择“创建新项目”。

   

2. 在“创建新项目”窗口中选择“所有语言”，然后从下拉列表中选择“C#” 。 从“所有平台”列表中选择“Windows”，然后从“所有项目类型”列表中选择“控制台” 。

   应用语言、平台和项目类型筛选器后，选择“控制台应用”模板，然后选择“下一步” 。

   注意

   如果未看到“控制台应用”模板，请选择“安装更多工具和功能” 。

   

   在 Visual Studio 安装程序中，选择“.NET 桌面开发”工作负载。

   

   在 Visual Studio 安装程序中，选择“修改”。 系统可能会提示你保存工作内容。 选择“继续”以安装该工作负载。

   返回到“创建项目”过程中的步骤 2。

3. 在“配置新项目”窗口中，在“项目名称”框中键入“Calculator”，然后选择“下一步” 。

   

4. 在“其他信息”窗口中，为“目标框架”字段选择“.NET 8.0”。 然后选择“创建”。

   

Visual Studio 随即打开新项目，其中包含默认的“Hello World”代码。 如果要在编辑器中查看它，可以在“解决方案资源管理器”窗口中选择代码文件“Program.cs”，该窗口通常位于 Visual Studio 的右侧。

单个代码语句调用 WriteLine 方法在控制台窗口中显示文本字符串“Hello, World!”。 如果按 F5，则可以在调试模式下运行默认程序。 在调试器中运行应用程序后，控制台窗口将保持打开状态。 按任意键关闭控制台窗口。

注意

从 .NET 6 开始，使用控制台模板的新项目会生成与以前版本不同的代码。 若要了解详细信息，请参阅新的 C# 模板生成顶级语句页。

创建应用

在本部分中，你将完成以下任务：

• 探索 C# 中的一些基本整数数学运算。
• 添加代码以创建一个基本计算器应用。
• 调试该应用，以查找并修复错误。
• 优化代码，使其更高效。

探索整数数学运算

首先在 C# 中进行一些基本的整数数学运算。

1. 在“解决方案资源管理器”的右侧窗格中选择“Program.cs”，以在代码编辑器中显示该文件

2. 在代码编辑器中，替换显示了 Console.WriteLine("Hello World!"); 的默认“Hello World”代码。

   

   将该行替换为以下代码：

       int a = 42;
       int b = 119;
       int c = a + b;
       Console.WriteLine(c);
       Console.ReadKey();
   

   如果你输入代码，Visual Studio IntelliSense 功能将提供自动完成该条目的选项。

   

3. 若要生成并运行应用，请按 F5，或者在顶部工具栏中选择名称“Calculator”旁边的绿色箭头 。

   

   随即会打开控制台窗口，其中显示了 42 + 119 的总和，即 161。

   

4. 关闭控制台窗口。

5. （可选）可以更改运算符来更改结果。 例如，可以将 int c = a + b; 代码行中的 + 运算符更改为 - 进行减法运算，更改为 * 进行乘法运算，或更改为 / 进行除法运算。 运行应用时，结果会相应地更改。

添加代码以创建计算器

向项目添加一组更复杂的计算器代码以继续操作。

1. 在代码编辑器中，将 Program.cs 中的所有代码替换为以下新代码：

       // Declare variables and then initialize to zero.
       int num1 = 0; int num2 = 0;
   
       // Display title as the C# console calculator app.
       Console.WriteLine("Console Calculator in C#\r");
       Console.WriteLine("------------------------\n");
   
       // Ask the user to type the first number.
       Console.WriteLine("Type a number, and then press Enter");
       num1 = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
   
       // Ask the user to type the second number.
       Console.WriteLine("Type another number, and then press Enter");
       num2 = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
   
       // Ask the user to choose an option.
       Console.WriteLine("Choose an option from the following list:");
       Console.WriteLine("\ta - Add");
       Console.WriteLine("\ts - Subtract");
       Console.WriteLine("\tm - Multiply");
       Console.WriteLine("\td - Divide");
       Console.Write("Your option? ");
   
       // Use a switch statement to do the math.
       switch (Console.ReadLine())
       {
           case "a":
               Console.WriteLine($"Your result: {num1} + {num2} = " + (num1 + num2));
               break;
           case "s":
               Console.WriteLine($"Your result: {num1} - {num2} = " + (num1 - num2));
               break;
           case "m":
               Console.WriteLine($"Your result: {num1} * {num2} = " + (num1 * num2));
               break;
           case "d":
               Console.WriteLine($"Your result: {num1} / {num2} = " + (num1 / num2));
               break;
       }
       // Wait for the user to respond before closing.
       Console.Write("Press any key to close the Calculator console app...");
       Console.ReadKey();
   

2. 选择“Calculator”按钮或按 F5 运行应用 。

   控制台窗口即会打开。

3. 在控制台窗口中，按照提示将数字 42 和 119 相加 。

   应用应如以下屏幕快照所示：

   

添加小数运算功能

现在调整代码以添加更多功能。

当前的计算器应用仅接受并返回整数。 例如，如果运行该应用，将数字 42 除以数字 119，则结果为 0，这并不精确。

若要修复代码以通过处理小数来提高精度，请执行以下操作：

1. 在 Visual Studio 编辑器中的 Program.cs 内，按 Ctrl+H 打开“查找和替换”控件。

2. 在该控件中键入“int”，在“替换”字段中键入“float” 。

3. 在该控件中选择“匹配大小写”和“全字匹配”对应的图标，或者按 Alt+C 和 Alt+W 。

4. 选择“全部替换”图标或按 Alt+A 运行搜索和替换 。

   

5. 再次运行计算器应用，将数字 42 除以数字 119 。

   该应用现在返回的是小数而不是 0。

   

   现在，应用可以生成小数结果。 对代码再做一些调整，使应用也可以计算小数。

6. 使用“查找和替换”控件将 float 变量的每个实例更改为 double，并将 Convert.ToInt32 方法的每个实例更改为 Convert.ToDouble。

7. 运行计算器应用，将数字 42.5 除以数字 119.75 。

   该应用现在接受小数值，并返回更长的小数作为结果。

   

   在修改代码部分，你将减少结果中的小数位数。

调试应用

你改进了基本计算器应用，但该应用目前还不能处理异常，例如用户输入错误。 例如，如果用户尝试除以零或者输入意外的字符，则应用可能会停止工作、返回错误或返回意外的非数值结果。

现在来演练一些常见的用户输入错误，在调试程序中找到它们（若其出现），并在代码中修复它们。

提示

有关调试器及其工作原理的详细信息，请参阅初步了解 Visual Studio 调试器。

修复“被零除”错误

如果你尝试将数字除以零，则控制台应用可能会冻结，并在代码编辑器中显示哪些内容是错误的。

注意

有时，应用不会冻结且调试器不会显示“被零除”错误。 相反，应用可能会返回意外的非数字结果，如无穷符号。 以下代码修复仍然适用。

现在更改代码以解决此错误。 在 Program.cs 中，将 case "d": 的代码替换为以下代码：

            // Ask the user to enter a non-zero divisor until they do so.
                while (num2 == 0)
                {
                    Console.WriteLine("Enter a non-zero divisor: ");
                    num2 = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
                }
                Console.WriteLine($"Your result: {num1} / {num2} = " + (num1 / num2));
                break;
        }

替换代码后，包含 switch 语句的部分应如以下屏幕截图所示：

现在，将任意数字除以零时，该应用会要求输入另一个数字，并且在你提供非零数字之前，它会不断地要求你这样做。

修复“格式”错误

如果在应用要求输入数字字符时你输入了字母字符，应用将会冻结。 Visual Studio 将显示代码编辑器中的哪些内容是错误的。

若要防止此异常，可以重构先前输入的代码。

修改代码

可将应用分为两个类：Calculator 和 Program，而不是依赖于 program 类来处理所有代码。

Calculator 类处理大量的计算工作，而 Program 类则会处理用户界面和错误处理工作。

现在就开始吧。

1. 在 Program.cs 中，删除所有内容并添加以下新的 Calculator 类：

   class Calculator
   {
       public static double DoOperation(double num1, double num2, string op)
       {
           double result = double.NaN; // Default value is "not-a-number" if an operation, such as division, could result in an error.
   
           // Use a switch statement to do the math.
           switch (op)
           {
               case "a":
                   result = num1 + num2;
                   break;
               case "s":
                   result = num1 - num2;
                   break;
               case "m":
                   result = num1 * num2;
                   break;
               case "d":
                   // Ask the user to enter a non-zero divisor.
                   if (num2 != 0)
                   {
                       result = num1 / num2;
                   }
                   break;
               // Return text for an incorrect option entry.
               default:
                   break;
           }
           return result;
       }
   }
   
   

2. 另外还添加新的 Program 类，如下所示：

   class Program
   {
       static void Main(string[] args)
       {
           bool endApp = false;
           // Display title as the C# console calculator app.
           Console.WriteLine("Console Calculator in C#\r");
           Console.WriteLine("------------------------\n");
   
           while (!endApp)
           {
               // Declare variables and set to empty.
               string numInput1 = "";
               string numInput2 = "";
               double result = 0;
   
               // Ask the user to type the first number.
               Console.Write("Type a number, and then press Enter: ");
               numInput1 = Console.ReadLine();
   
               double cleanNum1 = 0;
               while (!double.TryParse(numInput1, out cleanNum1))
               {
                   Console.Write("This is not valid input. Please enter an integer value: ");
                   numInput1 = Console.ReadLine();
               }
   
               // Ask the user to type the second number.
               Console.Write("Type another number, and then press Enter: ");
               numInput2 = Console.ReadLine();
   
               double cleanNum2 = 0;
               while (!double.TryParse(numInput2, out cleanNum2))
               {
                   Console.Write("This is not valid input. Please enter an integer value: ");
                   numInput2 = Console.ReadLine();
               }
   
               // Ask the user to choose an operator.
               Console.WriteLine("Choose an operator from the following list:");
               Console.WriteLine("\ta - Add");
               Console.WriteLine("\ts - Subtract");
               Console.WriteLine("\tm - Multiply");
               Console.WriteLine("\td - Divide");
               Console.Write("Your option? ");
   
               string op = Console.ReadLine();
   
               try
               {
                   result = Calculator.DoOperation(cleanNum1, cleanNum2, op);
                   if (double.IsNaN(result))
                   {
                       Console.WriteLine("This operation will result in a mathematical error.\n");
                   }
                   else Console.WriteLine("Your result: {0:0.##}\n", result);
               }
               catch (Exception e)
               {
                   Console.WriteLine("Oh no! An exception occurred trying to do the math.\n - Details: " + e.Message);
               }
   
               Console.WriteLine("------------------------\n");
   
               // Wait for the user to respond before closing.
               Console.Write("Press 'n' and Enter to close the app, or press any other key and Enter to continue: ");
               if (Console.ReadLine() == "n") endApp = true;
   
               Console.WriteLine("\n"); // Friendly linespacing.
           }
           return;
       }
   }
   

3. 选择“Calculator”按钮或按 F5 运行应用 。

4. 按照提示，用数字 42 除以数字 119 。 结果应类似于以下屏幕截图：

   

   现在可以运行更多计算，直到选择关闭控制台应用。 结果中的小数位数也会减少。 如果输入错误的字符，则会得到相应的错误响应。

关闭应用程序

1. 如果尚未关闭计算器应用，现在请将其关闭。

2. 关闭 Visual Studio 中的输出窗格。

   

3. 在 Visual Studio 中，按 Ctrl+S 保存应用 。

添加 Git 源代码管理

现在你已经创建了应用，可能需要将它添加到 Git 存储库。 Visual Studio 通过 Git 工具简化了该过程，你可直接从 IDE 中使用这些工具。

提示

Git 是使用最广泛的新式版本控制系统，因此无论你是专业开发人员，还是正在学习如何编码，Git 都非常有用。 如果你是刚刚接触 Git，可访问 https://git-scm.com/ 网站开始了解。 在这里，你能找到速查表、畅销在线图书和 Git 基础知识视频。

若要将代码与 Git 关联，需要首先创建一个新的 Git 存储库来容纳代码：

1. 在 Visual Studio 右下角的状态栏中，选择“添加到源代码管理”，然后选择“Git” 。

   

2. 在“创建 Git 存储库”对话框中，登录到 GitHub。

   

   存储库名称根据你的文件夹位置自动填充。 默认情况下，新存储库是专用的，这意味着只有你可以访问它。

   提示

   无论存储库是公用的还是专用的，都最好将代码的远程备份安全地存储在 GitHub 上。 即使你不与团队合作，也可使用任意计算机上在远程存储库中访问你的代码。

3. 选择“创建并推送”。

   创建存储库后，状态栏中会显示状态详细信息。

   

   带箭头的第一个图标显示当前分支中的传出/传入提交数。 可以使用此图标来拉取任何传入提交或推送任何传出提交。 还可选择先查看这些提交。 为此，请选择图标，然后选择“查看传出/传入”。

   带铅笔的第二个图标显示代码的未提交更改数。 可选择此图标，在“Git 更改”窗口中查看这些更改。

若要详细了解如何在应用中使用 Git，请参阅 Visual Studio 版本控制文档。

查看：代码完成

在本教程中，你对计算器应用做出了许多更改。 该应用现在可以更高效地处理计算资源，并可处理大多数的用户输入错误。

以下是完整代码，全部显示在同一个位置：

class Calculator
{
    public static double DoOperation(double num1, double num2, string op)
    {
        double result = double.NaN; // Default value is "not-a-number" which we use if an operation, such as division, could result in an error.

        // Use a switch statement to do the math.
        switch (op)
        {
            case "a":
                result = num1 + num2;
                break;
            case "s":
                result = num1 - num2;
                break;
            case "m":
                result = num1 * num2;
                break;
            case "d":
                // Ask the user to enter a non-zero divisor.
                if (num2 != 0)
                {
                    result = num1 / num2;
                }
                break;
            // Return text for an incorrect option entry.
            default:
                break;
        }
        return result;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        bool endApp = false;
        // Display title as the C# console calculator app.
        Console.WriteLine("Console Calculator in C#\r");
        Console.WriteLine("------------------------\n");

        while (!endApp)
        {
            // Declare variables and set to empty.
            string numInput1 = "";
            string numInput2 = "";
            double result = 0;

            // Ask the user to type the first number.
            Console.Write("Type a number, and then press Enter: ");
            numInput1 = Console.ReadLine();

            double cleanNum1 = 0;
            while (!double.TryParse(numInput1, out cleanNum1))
            {
                Console.Write("This is not valid input. Please enter an integer value: ");
                numInput1 = Console.ReadLine();
            }

            // Ask the user to type the second number.
            Console.Write("Type another number, and then press Enter: ");
            numInput2 = Console.ReadLine();

            double cleanNum2 = 0;
            while (!double.TryParse(numInput2, out cleanNum2))
            {
                Console.Write("This is not valid input. Please enter an integer value: ");
                numInput2 = Console.ReadLine();
            }

            // Ask the user to choose an operator.
            Console.WriteLine("Choose an operator from the following list:");
            Console.WriteLine("\ta - Add");
            Console.WriteLine("\ts - Subtract");
            Console.WriteLine("\tm - Multiply");
            Console.WriteLine("\td - Divide");
            Console.Write("Your option? ");

            string op = Console.ReadLine();

            try
            {
                result = Calculator.DoOperation(cleanNum1, cleanNum2, op);
                if (double.IsNaN(result))
                {
                    Console.WriteLine("This operation will result in a mathematical error.\n");
                }
                else Console.WriteLine("Your result: {0:0.##}\n", result);
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine("Oh no! An exception occurred trying to do the math.\n - Details: " + e.Message);
            }

            Console.WriteLine("------------------------\n");

            // Wait for the user to respond before closing.
            Console.Write("Press 'n' and Enter to close the app, or press any other key and Enter to continue: ");
            if (Console.ReadLine() == "n") endApp = true;

            Console.WriteLine("\n"); // Friendly linespacing.
        }
        return;
    }
}

后续步骤

继续学习本教程的第二部分：

教程第 2 部分：扩展和调试 C# 控制台应用