C# Console 全面详解：从基础到高级的控制台应用开发-EW帮帮网

C# Console 全面详解：从基础到高级的控制台应用开发

控制台应用程序是 C# 开发中最基础也最常用的应用类型之一，它不需要图形界面，通过命令行与用户交互，广泛用于工具类程序、后台服务、自动化脚本等场景。本文将全面介绍 C# Console 的各种功能和使用方法，从基础的输入输出到高级的控制台控制，帮助开发者掌握控制台应用开发的精髓。

一、控制台应用基础

1. 控制台应用的创建与结构

在 Visual Studio 中创建控制台应用程序后，会自动生成以下基础结构：

using System;
namespace ConsoleAppDemo
{
   class Program
   {
       // 程序入口点
       static void Main(string[] args)
       {
           Console.WriteLine("Hello World!");
       }
   }
}

关键组成部分：

Main方法：程序的入口点，必须是静态方法
string[] args：用于接收命令行参数
Console类：提供控制台输入输出功能的核心类，位于System命名空间

2. 程序的生命周期

控制台应用的生命周期简单直接：

启动程序，执行Main方法
执行Main方法中的代码
Main方法执行完毕，程序退出

可以通过Environment.Exit(code)手动控制程序退出，其中code为退出码（0 表示正常退出，非 0 表示异常）：

static void Main(string[] args)
{
   Console.WriteLine("程序即将退出");
   Environment.Exit(0); // 正常退出

   // 以下代码不会执行
   Console.WriteLine("这段文字不会显示");
}

二、控制台输出方法

Console类提供了多种输出方法，满足不同场景的需求。

1. 基本输出方法

// 输出内容后不换行
Console.Write("Hello ");

// 输出内容后自动换行
Console.WriteLine("World!");

// 输出结果：Hello World!

2. 格式化输出

// 使用占位符
string name = "张三";
int age = 25;
Console.WriteLine("姓名：{0}，年龄：{1}", name, age);

// C# 6.0及以上支持的字符串插值
Console.WriteLine($"姓名：{name}，年龄：{age}");

// 格式化数字和日期
double pi = Math.PI;
DateTime today = DateTime.Now;
Console.WriteLine("π的值：{0:F4}", pi); // 保留4位小数
Console.WriteLine("今天：{0:yyyy年MM月dd日}", today);

3. 输出到错误流

使用Console.Error将错误信息输出到标准错误流（与标准输出流可分离处理）：

try
{
   int result = 10 / 0;
}
catch (Exception ex)
{
   // 输出到错误流
   Console.Error.WriteLine($"发生错误：{ex.Message}");
}

在命令行中可以将错误流重定向到文件：

ConsoleAppDemo.exe 2 > error.log

三、控制台输入方法

控制台应用通过多种方式接收用户输入，需要根据实际需求选择合适的方法。

1. 读取一行输入

Console.Write("请输入您的姓名：");

// 读取用户输入的一行文本（直到按下Enter键）
string name = Console.ReadLine();
if (string.IsNullOrEmpty(name))
{
   Console.WriteLine("您没有输入任何内容");
}
else
{
   Console.WriteLine($"您好，{name}！");
}

注意：

ReadLine

在用户按下 Enter 键前会一直阻塞程序执行，返回

null

表示用户按下了 Ctrl+Z（文件结束符）

2. 读取单个字符

Console.Write("请按任意键继续...");

// 读取一个字符（不等待Enter键）
char key = Console.ReadKey().KeyChar;
Console.WriteLine($"n您按下的字符是：{key}");

// 不显示输入的字符（例如输入密码时）
Console.Write("请输入密码：");
char passwordChar = Console.ReadKey(true).KeyChar; // 参数true表示不显示输入
Console.WriteLine("n您输入了一个字符");

3. 读取数值类型输入

用户输入的内容默认是字符串类型，需要转换为相应的数值类型：

// 方法1：使用Parse（转换失败会抛出异常）
Console.Write("请输入一个整数：");
string input = Console.ReadLine();
try
{
   int num = int.Parse(input);
   Console.WriteLine($"您输入的整数是：{num}");
}
catch (FormatException)
{
   Console.WriteLine("输入格式不正确");
}
catch (OverflowException)
{
   Console.WriteLine("输入的数值超出范围");
}

// 方法2：使用TryParse（转换失败返回false，不抛出异常）
Console.Write("请输入一个浮点数：");
if (double.TryParse(Console.ReadLine(), out double number))
{
   Console.WriteLine($"您输入的浮点数是：{number}");
}
else
{
   Console.WriteLine("转换失败");
}

三、控制台输入输出的高级控制

1. 控制输出颜色

// 保存当前颜色设置，以便后续恢复
ConsoleColor originalForeground = Console.ForegroundColor;
ConsoleColor originalBackground = Console.BackgroundColor;


// 设置前景色（文字颜色）
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
Console.WriteLine("这段文字是红色的");


// 设置背景色
Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Yellow;
Console.WriteLine("这段文字的背景是黄色的");


// 同时设置前景色和背景色
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White;
Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Blue;
Console.WriteLine("白色文字蓝色背景");


// 恢复原始颜色设置
Console.ForegroundColor = originalForeground;
Console.BackgroundColor = originalBackground;
Console.WriteLine("恢复默认颜色的文字");

2. 光标控制

// 获取当前光标位置
int currentLeft = Console.CursorLeft;
int currentTop = Console.CursorTop;
Console.WriteLine($"当前光标位置：({currentLeft}, {currentTop})");

// 设置光标位置
Console.SetCursorPosition(5, 10);
Console.WriteLine("这里是(5,10)位置");

// 隐藏光标
Console.CursorVisible = false;
Console.WriteLine("光标已隐藏");
Console.ReadKey();


// 显示光标
Console.CursorVisible = true;
Console.WriteLine("光标已显示");

3. 窗口和缓冲区大小控制

// 获取窗口大小
int windowWidth = Console.WindowWidth;
int windowHeight = Console.WindowHeight;
Console.WriteLine($"窗口宽度：{windowWidth}，窗口高度：{windowHeight}");

// 设置窗口大小（可能受系统限制）
try
{
   Console.SetWindowSize(80, 30);
   Console.WriteLine("窗口大小已设置为80x30");
}
catch (ArgumentOutOfRangeException)
{
   Console.WriteLine("窗口大小超出范围");
}

// 获取缓冲区大小
int bufferWidth = Console.BufferWidth;
int bufferHeight = Console.BufferHeight;
Console.WriteLine($"缓冲区宽度：{bufferWidth}，缓冲区高度：{bufferHeight}");

// 设置缓冲区大小
Console.SetBufferSize(120, 1000);
Console.WriteLine("缓冲区大小已设置为120x1000");

4. 清除屏幕和滚动

Console.WriteLine("3秒后清屏...");
System.Threading.Thread.Sleep(3000);

// 清除整个屏幕
Console.Clear();
Console.WriteLine("屏幕已清除");

// 滚动屏幕（向上滚动1行）
Console.WriteLine("第一行");
Console.WriteLine("第二行");
Console.WriteLine("第三行");
Console.ReadKey();
Console.SetWindowPosition(0, Console.WindowTop + 1); // 向上滚动1行

四、命令行参数处理

控制台应用通常通过命令行参数接收配置信息，这些参数会被传递给Main方法的args数组。

1. 基本参数处理

static void Main(string[] args)
{
   Console.WriteLine($"命令行参数数量：{args.Length}");

   // 遍历所有参数
   for (int i = 0; i < args.Length; i++)
   {
       Console.WriteLine($"参数 {i}：{args[i]}");
   }

   // 检查特定参数
   if (args.Length > 0 && args[0] == "-help")
   {
       Console.WriteLine("显示帮助信息...");
   }
}

在命令行中运行程序并传递参数：

ConsoleAppDemo.exe -mode full -output result.txt

2. 使用参数解析库

对于复杂的命令行参数，手动解析会比较繁琐，可以使用第三方库如CommandLineParser（NuGet 包）：

// 安装：Install-Package CommandLineParser
using CommandLine;


// 定义参数选项
public class Options
{
   [Option('m', "mode", Required = true, HelpText = "运行模式")]
   public string Mode { get; set; }

   [Option('o', "output", HelpText = "输出文件路径")]
   public string OutputFile { get; set; }

   [Option('v', "verbose", Default = false, HelpText = "是否显示详细信息")]
   public bool Verbose { get; set; }
}

static void Main(string[] args)
{
   Parser.Default.ParseArguments<Options>(args)
         .WithParsed<Options>(options =>
         {
             // 解析成功，处理参数
             Console.WriteLine($"运行模式：{options.Mode}");
             if (!string.IsNullOrEmpty(options.OutputFile))
             {
                 Console.WriteLine($"输出文件：{options.OutputFile}");
             }


             if (options.Verbose)
             {
                 Console.WriteLine("详细信息模式已开启");
             }
         })
         .WithNotParsed(errors =>
         {
             // 解析失败，处理错误
             Console.WriteLine("参数解析失败");
         });
}

使用方法：

ConsoleAppDemo.exe -m process -o result.txt -v

五、控制台应用的交互设计

1. 菜单系统

static void Main(string[] args)
{
   bool exit = false;
   while (!exit)
   {
       // 显示菜单
       Console.Clear();
       Console.WriteLine("===== 菜单 =====");
       Console.WriteLine("1. 显示欢迎信息");
       Console.WriteLine("2. 计算两数之和");
       Console.WriteLine("3. 退出程序");
       Console.WriteLine("================");
       Console.Write("请选择操作(1-3)：");

       // 处理用户选择
       switch (Console.ReadLine())
       {
           case "1":
               ShowWelcomeMessage();
               break;
           case "2":
               CalculateSum();
               break;
           case "3":
               exit = true;
               break;
           default:
               Console.WriteLine("无效的选择");
               break;
       }

       if (!exit)
       {
           Console.WriteLine("按任意键继续...");
           Console.ReadKey();
       }
   }

   Console.WriteLine("程序已退出");
}


static void ShowWelcomeMessage()
{
   Console.WriteLine("欢迎使用本程序！");
}

static void CalculateSum()
{
   Console.Write("请输入第一个数：");
   if (double.TryParse(Console.ReadLine(), out double a))
   {
       Console.Write("请输入第二个数：");
       if (double.TryParse(Console.ReadLine(), out double b))
       {
           Console.WriteLine($"{a} + {b} = {a + b}");
       }
       else
       {
           Console.WriteLine("第二个数输入错误");
       }
   }
   else
   {
       Console.WriteLine("第一个数输入错误");
   }
}

2. 进度显示

static void Main(string[] args)
{
   Console.WriteLine("任务执行中...");
   for (int i = 0; i <= 100; i++)
   {
       // 显示进度百分比
       Console.Write($"r进度：{i}%");


       // 模拟任务执行
       System.Threading.Thread.Sleep(50);
   }


   Console.WriteLine("n任务完成！");
}

更复杂的进度条：

static void ShowProgressBar(int progress, int total)
{
   // 进度条长度
   int barLength = 50;
   double percentage = (double)progress / total;
   int filledLength = (int)(percentage * barLength);


   // 构建进度条
   string bar = new string('=', filledLength) + new string(' ', barLength - filledLength);

   // 移动光标到行首，重写进度条
   Console.Write($"r[{bar}] {progress}/{total} ({percentage:P0})");

   // 完成时换行
   if (progress == total)
   {
       Console.WriteLine();
   }
}


static void Main(string[] args)
{
   int totalSteps = 30;
   for (int i = 1; i <= totalSteps; i++)
   {
       ShowProgressBar(i, totalSteps);

       // 模拟任务执行
       System.Threading.Thread.Sleep(200);
   }

   Console.WriteLine("任务完成！");
}

六、控制台的特殊操作

1. 处理键盘事件

static void Main(string[] args)
{
   Console.WriteLine("按任意键（按Esc退出）");

   while (true)
   {
       // 检查是否有按键按下
       if (Console.KeyAvailable)
       {
           ConsoleKeyInfo key = Console.ReadKey(true); // 不显示按键
           Console.WriteLine($"按下了：{key.Key}");

           // 按Esc键退出
           if (key.Key == ConsoleKey.Escape)
           {
               break;
           }

           // 处理功能键
           if (key.Key == ConsoleKey.F1)
           {
               Console.WriteLine("F1键被按下，显示帮助信息");
           }


           // 处理组合键
           if (key.Modifiers == ConsoleModifiers.Control && key.Key == ConsoleKey.C)
           {
               Console.WriteLine("Ctrl+C被按下");
           }
       }

       // 做一些其他工作
       System.Threading.Thread.Sleep(100);
   }
}

2. 控制台输入输出重定向

控制台应用的输入输出可以重定向到文件或其他流：

static void Main(string[] args)
{
   // 检查是否重定向了输入
   if (Console.IsInputRedirected)
   {
       Console.WriteLine("输入已重定向");
       string input = Console.In.ReadToEnd(); // 从重定向的输入流读取所有内容
       Console.WriteLine($"读取到的内容：{input}");
   }

   // 检查是否重定向了输出
   if (Console.IsOutputRedirected)
   {
       Console.WriteLine("输出已重定向");
   }

   // 检查是否重定向了错误输出
   if (Console.IsErrorRedirected)
   {
       Console.Error.WriteLine("错误输出已重定向");
   }
}

在命令行中使用重定向：

# 将文件内容作为输入，输出保存到文件
ConsoleAppDemo.exe < input.txt > output.txt 2> error.log

3. 控制台编码设置

处理中文等非 ASCII 字符时，可能需要设置控制台编码：

// 设置输出编码为UTF-8
Console.OutputEncoding = System.Text.Encoding.UTF8;

// 设置输入编码为UTF-8
Console.InputEncoding = System.Text.Encoding.UTF8;
Console.WriteLine("支持中文显示");

七、异步控制台应用

在 C# 7.1 及以上版本中，Main方法可以是异步的，方便处理异步操作：

// 需要在项目属性中设置语言版本为7.1或更高
static async Task Main(string[] args)
{
   Console.WriteLine("开始异步操作...");


   // 异步延迟2秒
   await Task.Delay(2000);

   // 异步读取文件
   string content = await ReadFileAsync("data.txt");
   Console.WriteLine($"文件内容：{content}");
   Console.WriteLine("异步操作完成");
}


static async Task<string> ReadFileAsync(string path)
{
   if (File.Exists(path))
   {
       return await File.ReadAllTextAsync(path);
   }
   return "文件不存在";
}

八、控制台应用的调试与部署

1. 调试技巧

// 条件编译指令，仅在调试模式下执行
#if DEBUG
   Console.WriteLine("调试信息：开始处理数据");
#endif

// 断言，用于调试时检查条件
System.Diagnostics.Debug.Assert(args.Length > 0, "必须提供命令行参数");

// 输出调试信息（仅在调试模式显示）
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("这是调试信息");

// 输出跟踪信息（在调试和发布模式都能显示）
System.Diagnostics.Trace.WriteLine("这是跟踪信息");

2. 部署控制台应用

自包含部署：包含.NET 运行时，无需目标机器安装.NET
```
dotnet publish -c Release -r win-x64 --self-contained true
```

框架依赖部署：需要目标机器安装.NET 运行时

dotnet publish -c Release -r win-x64 --self-contained false

单文件部署（.NET 5 + 支持）：将所有文件打包为单个可执行文件
```
dotnet publish -c Release -r win-x64 /p:PublishSingleFile=true
```

九、跨平台控制台应用注意事项

.NET Core/.NET 5 + 的控制台应用支持跨平台运行，在开发时需要注意：

路径处理：使用Path类处理路径，避免硬编码``或/

string filePath = Path.Combine("data", "logs", "app.log");

行尾符：不同操作系统的行尾符不同，使用Environment.NewLine
```
Console.Write($"第一行{Environment.NewLine}第二行");
```

控制台功能差异：某些控制台功能在不同操作系统上表现不同

// 检查操作系统
if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
{
// Windows特定代码
Console.WriteLine("运行在Windows上");
}
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux))
{
// Linux特定代码
Console.WriteLine("运行在Linux上");
}
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
{
// macOS特定代码
Console.WriteLine("运行在macOS上");
}

权限问题：在 Linux/macOS 上需要注意文件和目录的权限

十、总结

控制台应用程序是 C# 开发中的基础类型，虽然没有图形界面，但具有轻量、高效、跨平台等优势，广泛应用于各种场景：

系统工具和脚本
后台服务和任务
开发和调试辅助工具
自动化测试和部署脚本

本文介绍了控制台应用的各种功能和使用方法，包括：

基础输入输出
颜色和光标控制
命令行参数处理
交互设计（菜单、进度条）
异步操作
跨平台开发注意事项

掌握这些知识，可以帮助你开发出功能完善、用户体验良好的控制台应用程序。控制台应用虽然简单，但却是每个 C# 开发者必须掌握的基础技能，也是深入学习.NET开发的起点。

C# Console 全面详解：从基础到高级的控制台应用开发