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）

项目
02/25/2023

适用范围：Visual Studio Visual Studio for Mac Visual Studio Code

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。

本教程介绍以下操作：

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。

打开 Visual Studio，然后在“开始”窗口中选择“创建新项目”。
在“创建新项目”窗口中，从“语言”列表中选择“C#”。接下来，从“平台”列表中选择“Windows”，然后从“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之后，选择“控制台应用程序”模板，然后选择“下一步” 。

注意

如果未看到“控制台应用程序”模板，请选择“安装更多工具和功能” 。

然后，在 Visual Studio 安装程序中，选择“.NET Core 跨平台开发”工作负载。

之后，在 Visual Studio 安装程序中选择“修改”按钮。系统可能会提示你保存所有内容；如果出现提示，请按照指示进行操作。接下来，选择“继续”，以安装工作负载。然后，返回到“创建项目”过程中的步骤 2。
在“配置新项目”窗口中，在“项目名称”框中键入或输入“计算器”。然后，选择“下一步”。
在“附加信息”窗口中，应已为目标框架选择“.NET Core 3.1” 。如果未选择，则请选择“.NET Core 3.1”。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。

默认“Hello World”代码调用 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。

打开 Visual Studio，然后在“开始”窗口中选择“创建新项目”。
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，然后选择“修改” 。
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” 。
在“其他信息”窗口中，应已选择“.NET 6.0”作为目标框架。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

本部分的操作：

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。

在代码编辑器中，删除默认“Hello World”代码。

具体而言，删除显示 Console.WriteLine("Hello World!"); 的行。
在其原位置，键入以下代码：
```
        int a = 42;
        int b = 119;
        int c = a + b;
        Console.WriteLine(c);
        Console.ReadKey();
```
请注意，执行此操作时，Visual Studio 中的 IntelliSense 功能会提供自动完成该项的选项。

$显示 Visual Studio IDE 中 IntelliSense 自动完成功能的整数数学运算代码动画。$
选择“计算器”旁的绿色“开始”按钮以生成并运行程序，或按“F5”。

随即会打开控制台窗口，显示 42 + 119 的总和，即 161。

$显示包含整数数学运算结果的控制台窗口的屏幕截图。$
（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。然后，运行该程序时，结果也会改变。
关闭控制台窗口。

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
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();
```
如果你键入代码，则 Visual Studio IntelliSense 功能将提供用于自动完成输入的选项。

$显示 Visual Studio IDE 中 IntelliSense 自动完成功能的整数数学运算代码动画。$
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。

$显示整数数学运算结果的控制台窗口的屏幕截图。$
关闭控制台窗口。
（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。

在代码编辑器中，将 Program.cs 中的所有代码替换为以下新代码：

    using System;

    namespace Calculator
    {
        class Program
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                // 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();
            }
        }
    }

选择“Calculator”按钮或按 F5 运行应用。

控制台窗口即会打开。
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：

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();

选择“Calculator”按钮或按 F5 运行应用。

控制台窗口即会打开。
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。

控制台窗口的屏幕截图，其中显示了 Calculator 应用返回不精确的整数作为结果。

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：

在 Visual Studio 编辑器中的 Program.cs 内，按 Ctrl+H 打开“查找和替换”控件。
在该控件中键入“int”，在“替换”字段中键入“float” 。
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 。
选择“全部替换”图标或按 Alt+A 运行搜索和替换。
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。

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。
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

你已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。

Visual Studio 代码编辑器的屏幕截图，其中以黄色突出显示了一行，并显示了“尝试除以零”的“未经处理的异常”错误。

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。

若要更改代码以处理此错误，请执行以下操作：

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：

显示 Visual Studio 代码编辑器中修改后的 switch 部分的屏幕截图。

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。

控制台窗口的屏幕截图，其中显示应用反复提示输入非零数字。

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。

显示 Visual Studio 代码编辑器中未经处理的格式错误的屏幕截图。

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。

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;
    }
}

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;
    }
}

选择“Calculator”按钮或按 F5 运行应用。
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

如果尚未关闭计算器应用，现在请将其关闭。
关闭 Visual Studio 中的输出窗格。
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：

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” 。
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。
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