教學課程：在 Visual Studio 中建立簡單的 C# 控制台應用程式（第 1 部分為 2）

在本教學課程中，您會使用 Visual Studio 來建立和執行 C# 控制台應用程式，並探索 Visual Studio 集成開發環境 （IDE） 的某些功能。 本教學課程是兩部分教學課程系列的第 1 部分。

在本教學課程中，您會完成下列工作：

• 建立 Visual Studio 專案。
• 建立 C# 主控台應用程式。
• 對您的應用程式進行偵錯。
• 關閉您的應用程式。
• 檢查完整的程序代碼。

在本教學課程的第 2 部分 中，您會擴充此應用程式以新增更多專案、瞭解偵錯技巧，以及參考非Microsoft套件。

先決條件

您必須安裝 Visual Studio。

如果您沒有 Visual Studio，請移至 Visual Studio 下載 免費安裝。

建立專案

若要開始，請建立 C# 應用程式專案。 項目類型隨附您需要的所有範本檔案。

1. 開啟 Visual Studio，然後選取 [在開始視窗中建立新的專案。

   

2. 在 [[建立新專案] 視窗中，從語言下拉式清單中選取 C#。 從平臺清單中選擇 [Windows]，然後從專案類型清單中選擇 [控制台]。

   套用語言、平台和專案類型篩選之後，請選擇 [主控台應用程式] 範本，然後選取 [下一步] 。

   注意

   如果您沒有看到 主控台應用程式 樣本，請選擇 [[安裝更多工具和功能]。

   

   在 Visual Studio 安裝程式中，選取 .NET 桌面開發 工作負載。

   

   在 Visual Studio 安裝程式中選取 [修改]。 系統可能會提示您儲存您的工作。 選取 [繼續] 以安裝工作負載。

   返回此 建立專案 程式中的步驟 2。

3. 在 [設定新專案] 視窗中，在 [專案名稱] 方塊中輸入 Calculator，然後選取 下一步。

   

4. 在 [其他資訊] 視窗中，為 [目標框架] 欄位選取 [.NET 8.0]。 然後，選取 [建立]。

   

Visual Studio 會開啟您的新專案，其中包含預設 Hello World 程式代碼。 若要在編輯器中檢視它，請在 [方案總管] 視窗中選取程式代碼檔案 Program.cs，這通常是在Visual Studio 右側。

單一程式碼語句會呼叫 WriteLine 方法在主控台視窗中顯示字串 Hello, World!。 如果您按 F5，您可以在 [偵錯] 模式中執行預設程式。 在調試程式中執行應用程式之後，控制台視窗會保持開啟狀態。 按任意鍵關閉主控台視窗。

注意

從 .NET 6 開始，使用控制台範本的新專案會產生與舊版不同的程序代碼。 若要深入瞭解，請參閱 新的 C# 範本產生最上層語句。

建立應用程式

在本節中，您會完成下列工作：

• 探索 C# 中的一些基本整數數學。
• 新增程式代碼以建立基本計算機應用程式。
• 偵錯應用程式以尋找並修正錯誤。
• 精簡程序代碼，使其更有效率。

探索整數數學

從 C# 中的一些基本整數數學開始。

1. 在 [方案總管]的右窗格中，選取 [Program.cs]，在程式碼編輯器中顯示檔案。

2. 在程式代碼編輯器中，將預設的 Hello World 程式碼替換為 Console.WriteLine("Hello World!");。

   

   將行替換為以下程式碼：

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

   如果您輸入程序代碼，Visual Studio IntelliSense 功能會提供自動完成項目的選項。

   

3. 若要建置並執行您的應用程式，請按 F5，或選取頂端工具列中名稱旁 計算機 的綠色箭號。

   

   主控台視窗隨即開啟，其中顯示 42 + 119 的總和，161。

   

4. 關閉主控台視窗。

5. （選擇性） 您可以變更運算符來變更結果。 例如，您可以將程式代碼行 + 中的 int c = a + b; 運算符變更為減法 -、乘法 * 或除法 /。 當您執行應用程式時，結果會隨之變更。

新增程式代碼以建立計算機

繼續將更複雜的計算機程式代碼集新增至您的專案。

1. 在程式代碼編輯器中，以下列新程式代碼取代 Program.cs 中的所有程式代碼：

       // 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. 選取 [計算機] 按鈕，或按 F5 以執行您的應用程式。

   主控台視窗隨即開啟。

3. 在控制台視窗中，遵循提示，將數位 42 和 119 加在一起。

   您的應用程式看起來應該類似下列螢幕快照：

   

新增十進位功能

現在，調整程式代碼以新增更多功能。

目前的計算機應用程式只接受並傳回整數。 例如，如果您執行應用程式，並將數位 42 除以數位 119，則結果為零，這不是確切的結果。

若要修正程式代碼，藉由處理小數點來改善精確度：

1. 從 Visual Studio 編輯器中的 Program.cs，按 ctrl +，以開啟 [尋找及取代] 控件。

2. 在控件中輸入 int，然後在 [取代] 字段中輸入 float。

3. 選取控件中 Match 大小寫 和 比對整字 的圖示，或按 Alt+C，並 Alt+W。

4. 選取 [取代所有] 圖示，或按 Alt+A 來執行搜尋並取代。

   

5. 再次執行計算機應用程式，並將數位 42 除以數位 119。

   應用程式現在會傳回十進位數，而不是零。

   

   現在應用程式可以產生十進位結果。 再調整一些程式代碼，讓應用程式也可以計算小數點。

6. 使用 Find 和 Replace 控制件，將 float 變數的每個實例變更為 double，並將 Convert.ToInt32 方法的每個實例變更為 Convert.ToDouble。

7. 執行計算機應用程式，並將數字 42.5 除以數字 119.75。

   應用程式現在接受十進位值，並傳回較長的十進位數位做為其結果。

   

   在 [修改程式碼] 區段中，您可以減少結果中的小數位數。

對應用程式進行偵錯

您改善了基本的計算機應用程式，但您的應用程式尚未處理例外狀況，例如使用者輸入錯誤。 例如，如果用戶嘗試除以零或輸入非預期的字元，應用程式可能會停止運作、傳回錯誤或傳回非數值結果。

讓我們一步步檢視一些常見的使用者輸入錯誤，若在除錯工具中出現，便在程式代碼中進行修正。

提示

如需有關偵錯器及其運作方式的詳細資訊，請參閱 初步了解 Visual Studio 偵錯器。

修正 除以零 的錯誤

如果您嘗試將數位除以零，控制台應用程式可能會凍結，然後在程式碼編輯器中顯示錯誤。

注意

有時候應用程式不會凍結，而且調試程式不會顯示零除錯誤。 相反地，應用程式可能會傳回意想不到的非數值結果，例如無限符號。 下列程式代碼修正仍然適用。

讓我們變更程式代碼來處理此錯誤。 在 Program.cs中，將 case "d": 的程式代碼取代為下列程式代碼：

            // 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.ToDouble(Console.ReadLine());
                }
                Console.WriteLine($"Your result: {num1} / {num2} = " + (num1 / num2));
                break;

取代程式代碼之後，使用 switch 語句的 區段看起來應該類似下列螢幕快照：

現在，當您將任何數位除以零時，應用程式會要求另一個數位，並持續詢問，直到您提供非零的數字為止。

修正 格式 錯誤

如果您在應用程式預期數位字元時輸入字母字元，應用程式會凍結。 Visual Studio 會在程式碼編輯器中顯示程式中的問題。

若要防止此例外狀況，您可以重構您先前輸入的程序代碼。

修改程序代碼

您可以分割應用程式成兩個類別：program 和 Calculator，而不是依賴 Program 類別來處理所有程序代碼。

Calculator 類別會處理大部分的計算工作，而 Program 類別會處理使用者介面和錯誤處理工作。

讓我們開始吧。

1. 在 Program.cs中，刪除所有專案，並新增下列新 Calculator 類別：

   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. 此外，新增 Program 類別，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.
               // Use Nullable types (with ?) to match type of System.Console.ReadLine
               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 a numeric 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 a numeric 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();
   
               // Validate input is not null, and matches the pattern
               if (op == null || ! Regex.IsMatch(op, "[a|s|m|d]"))
               {
                  Console.WriteLine("Error: Unrecognized input.");
               }
               else
               { 
                  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;
       }
   }
   

   注意

   最好針對輸入字串使用具可空性的類型（搭配 ? 符號），因為 System.Console.ReadLine 傳回一個 可空性參考型別。

3. 選取 [計算機] 按鈕，或按 F5 以執行您的應用程式。

4. 遵循提示，並將數字 42 除以數字 119。 您的結果看起來應該類似下列螢幕快照：

   

   您現在可以執行更多計算，直到您選擇關閉主控台應用程式為止。 結果中小數位數也較少。 如果您輸入不正確的字元，您會收到適當的錯誤回應。

關閉應用程式

1. 如果您尚未這麼做，請關閉計算機應用程式。

2. 在 Visual Studio 中關閉 [] [輸出] 窗格。

   

3. 在 Visual Studio 中，按 Ctrl Ctrl+S 以儲存您的應用程式。

新增 Git 原始檔控制

既然您已有應用程式，您可能想要將它新增至 Git 存放庫。 Visual Studio 透過可直接從 IDE 使用的 Git 工具，使該過程變得簡單。

提示

Git 是最廣泛使用的新式版本控制系統。 無論您是專業開發人員，還是正在學習如何撰寫程式代碼，Git 都非常有用。 如果您不熟悉 Git，https://git-scm.com/ 網站是很好的起點。 您可以找到速查表、熱門的在線書籍和 Git 基本概念影片。

若要將程式代碼與 Git 產生關聯，請先建立程式代碼所在的新 Git 存放庫：

1. 在 Visual Studio 右下角的狀態欄中，選取 [[新增至原始檔控制]，然後選取 [Git]。

   

2. 在 [[建立 Git 存放庫] 對話框中，登入 GitHub：

   

   存放庫名稱會根據您的資料夾位置自動填入。 根據預設，您的新存放庫是私人的，這表示您是唯一可以存取它的人員。

   提示

   無論您的存放庫是公用還是私人，最好有安全地儲存在 GitHub 上的程式代碼遠端備份。 即使您未與小組合作，遠端存放庫仍可讓您從任何電腦使用您的程式代碼。

3. 選取 建立 和 推送。 建立存放庫之後，您會在狀態列中看到狀態詳細數據：

   

在 Visual Studio 中使用 Git 動作

以下是 Visual Studio 狀態列中可用的 Git 動作簡短摘要：

• 向上/向下 箭號會顯示您目前分支中的傳出/傳入提交數量。 您可以使用此圖示來拉取任何傳入的提交或推送任何傳出的提交。

• 若要檢視特定提交，請選取 向上/向下箭頭，然後選取 [檢視傳出/傳入]。

• 鉛筆 會顯示程式代碼未提交的變更數目。 您可以選取此圖示，在 [Git 變更] 視窗中檢視這些變更。

[Git] 功能表提供檔案上存放庫動作的工具。 您可以 在 Visual Studio中使用 git fetch、pull、push 和 sync 進行版本控制。

如需如何搭配應用程式使用 Git 的詳細資訊，請參閱 Visual Studio 中的關於 Git。

檢閱：程序代碼完成

在本教學課程中，您已對計算機應用程式進行許多變更。 應用程式現在會更有效率地處理計算資源，並處理大部分的使用者輸入錯誤。

以下是完整的程序代碼，全部放在一個位置：

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.
            // Use Nullable types (with ?) to match type of System.Console.ReadLine
            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 a numeric 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 a numeric 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();

            // Validate input is not null, and matches the pattern
            if (op == null || ! Regex.IsMatch(op, "[a|s|m|d]"))
            {
                Console.WriteLine("Error: Unrecognized input.");
            }
            else
            { 
                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;
    }
}

下一步

繼續進行本教學課程的第二個部分：

第 2 部分：擴充和偵錯您的 C# 主控台應用程式