【.NET】控制台应用程序的各种交互玩法

老周是一个不喜欢做界面的码农，所以很多时候能用控制台交互就用控制台交互，既方便又占资源少。有大伙伴可能会说，控制台全靠打字，不好交互。那不一定的，像一些选项类的交互，可以用键盘按键（如方向键），可比用鼠标快得多。当然了，要是要触控的话，是不太好用，只能做UI了。
关于控制台交互，大伙伴们也许见得最多的是进度条，就是输出一行但末尾不加 \n，而是用 \r 回到行首，然后输出新的内容，这样就做出进度条了。不过这种方法永远只能修改最后一行文本。
于是，有人想出了第二种方案——把要输出的文本存起来（用二维数组，啥的都行），每次更新输出时把屏幕内容清空重新输出。这就类似于窗口的刷新功能。缺点是文本多的时候会闪屏。
综合来说，局部覆盖是最优方案。就是我要修改某处的文本，我先把光标移到那里，覆盖掉这部分内容即可。这么一来，咱们得了解，在控制台程序中，光标是用行、列定位的。其移动的单位不是像素，是字符。比如 0 是第一行文本，1 是第二行文本……对于列也是这样。所以，(2, 4) 表示第三行的第五个字符处。这个方案是核心原理。
当然了，上述方案只是程序展示给用户看的，若配合用户的键盘输入，交互过程就完整了。
下面给大伙伴们做个演示，以便了解其原理。

1. internal class Program
2. {
3.     static void Main(string[] args)
4.     {
5.         // 我们先输出三行
6.         Console.WriteLine("====================");
7.         Console.WriteLine("你好，小子");
8.         Console.WriteLine("====================");
10.         // 我们要改变的是第二行文本
11.         // 所以top=1
12.         int x = 10;
13.         do
14.         {
15.             // 重新定位光标
16.             Console.SetCursorPosition(0, 1);
17.             Console.Write("离爆炸还剩 {0} 秒", x);
18.             Thread.Sleep(1000);
19.         }
20.         while ((--x) >= 0);
22.         Console.SetCursorPosition(0, 1);
23.         Console.Write("Boom!!");
24.         Console.Read();
25.     }
26. }

复制代码

SetCursorPosition 方法的签名如下：

1. public static void SetCursorPosition(int left, int top);

复制代码

left 参数是指光标距离控制台窗口左边沿的位移，top 参数指定的是光标距离窗口上边沿的位移。因此，left 表示的是列，top 表示的是行。都是从 0 开始的。
你得注意的是，在覆盖旧内容的时候，要用 Write 方法，不要调用 WriteLine 方法。你懂的，WriteLine 方法会在末尾产生换行符，那样会破坏原有文本的布局的，覆写后会出现N多空白行。
咱们看看效果。
 
这时候会发现一个问题：输出“Boom!!”后，后面还有上一次的内容未完全清除，那是因为，新的内容文本比较短，没有完全覆写前一次的内容。咱们可以把字符串填充一下。

1. Console.Write("Boom!!".PadRight(Console.BufferWidth, ' '));

复制代码

BufferWidth 是缓冲区宽度，即一整行文本的宽度。Buffer 指的是窗口中输出文本的一整块区域，它的面积会大于/等于窗口大小。不过，咱们好像也没必要填充那么多空格，比竟文本不长，要不，咱们就填充一部分空格好了。

1. Console.Write("Boom!!".PadRight(30, ' '));

复制代码

30 是总长度，即字符加上填充后总长度为 30。好了，这下子就完美了。

存在的问题：直接运行控制台应用程序是一切正常的，但如果先启动 CMD，再运行程序就不行了。原因未知。
咱们也不总是让用户输入命令来交互的，也可以列一组选项，让用户去选一个。下面咱们举一例：运行后输出五个选项，用户可以按上、下箭头键来选一项，按 ESC/回车 可以退出循环。

1. static void Main(string[] args)
2. {
3.     // 下面这行是隐藏光标，这样好看一些
4.     Console.CursorVisible = false;
5.     const string Indicator = "* ";     // 前导符
6.     int indicatWidth = Indicator.Length;// 前导符长度
8.     // 先输出选项
9.     string[] options = [
10.         "雪花",
11.         "梨花",
12.         "豆腐花",
13.         "小花",
14.         "眼花"
15.     ];
16.     foreach(string s in options)
17.     {
18.         Console.WriteLine(s.PadLeft(indicatWidth + s.Length));
19.     }
21.     // 表示当前所选
22.     int currentSel = -1;
23.     // 表示前一个选项
24.     int prevSel = -1;
26.     ConsoleKeyInfo key;
27.     while(true)
28.     {
29.         key = Console.ReadKey(true);
30.         // ESC/Enter 退出
31.         if (key.Key == ConsoleKey.Escape || key.Key == ConsoleKey.Enter)
32.         {
33.             // 光标移出选项列表所在的行
34.             Console.SetCursorPosition(0, options.Length+1);
35.             break;
36.         }
37.         switch (key.Key)
38.         {
39.             case ConsoleKey.UpArrow:    // 向上
40.                 prevSel = currentSel;   // 保存前一个被选项索引
41.                 currentSel--;
42.                 break;
43.             case ConsoleKey.DownArrow:
44.                 prevSel = currentSel;
45.                 currentSel++;
46.                 break;
47.             default:
48.                 // 啥也不做
49.                 break;
50.         }
51.         // 先清除前一个选项的标记
52.         if(prevSel > -1 && prevSel < options.Length)
53.         {
54.             Console.SetCursorPosition(0, prevSel);
55.             Console.Write("".PadLeft(indicatWidth, ' '));
56.         }
57.         // 再看看当前项有没有超出范围
58.         if (currentSel < 0) currentSel = 0;
59.         if (currentSel > options.Length - 1) currentSel = options.Length - 1;
60.         // 设置当前选择项的标记
61.         Console.SetCursorPosition(0, currentSel);
62.         Console.Write(Indicator);
63.     }
64.     if(currentSel != -1)
65.     {
66.         var selItem = options[currentSel];
67.         Console.WriteLine($"你选的是：{selItem}");
68.     }
69. }

复制代码

首先，CursorVisible 属性设置为 false，隐藏光标，这样用户在操作过程看不见光标闪动，会友好一些。毕竟我们这里不需要用户输入内容。
选项内容是通过字符串数组来定义的，先在屏幕上输出，然后在 while 循环中分析用户按的是不是上、下方向键。向上就让索引 -1，向下就让索引 +1。为什么要定义一个 prevSel 变量呢？因为这是单选项，同一时刻只能选一个，被选中的项前面会显示“* ”。当选中的项切换后，前一个被选的项需要把“* ”符号清除掉，然后再设置新选中的项前面的“* ”。所以，咱们需要一个变量来暂时记录上一个被选中的索引。
如果你的程序逻辑复杂，这些功能可以封装一下，比如用某结构体记录选择状态，或者干脆加上事件处理，当按上、下键后调用相关的委托触发事件。这里我为了让大伙伴们看得舒服一些，就不封装那么复杂了。
运作过程是这样的：
1、初始时，一个没选上；
2、按【向下】键，此时当前被选项变成0（即第一项），上一个被选项仍然是 -1；
3、前一个被选项是-1，无需清除前导字符；
4、设置第0行（0就是刚被选中的）的前导符，即在行首覆写上“* ”；
5、继续按【向下】键，此时被选项为 1，上一个被选项为 0；
6、清除上一个被选项0的前导符，设置当前项1的前导符；
7、如果按【向上】键，当前选中项变回0，上一个被选项是1；
8、清除1处的前导符，设置0处的前导符。
其他选项依此类推。
来，看看效果。

怎么样，还行吧。可是，你又想了：要是在被选中时改变一下背景色，岂不美哉。好，改一下代码。

1. ……
2. // 先清除前一个选项的标记
3. if(prevSel > -1 && prevSel < options.Length)
4. {
5.     Console.SetCursorPosition(0, prevSel);
6.     // 把背景改回默认
7.     Console.ResetColor();
8.     Console.Write("".PadLeft(indicatWidth, ' ') + options[prevSel]);
9. }
10. // 再看看当前项有没有超出范围
11. if (currentSel < 0) currentSel = 0;
12. if (currentSel > options.Length - 1) currentSel = options.Length - 1;
13. // 设置当前选择项的标记
14. // 这一次不仅要写前导符，还要重新输出文本
15. Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Blue;    // 背景蓝色
16. Console.SetCursorPosition(0, currentSel);
17. // 文本要重新输出
18. Console.Write(Indicator + options[currentSel]);
19. ……

复制代码

ResetColor 方法是重置颜色为默认值，BackgroundColor 属性设置文本背景色。颜色一旦修改，会应用到后面所输出的文本。所以当你要输出不同样式的文本前，要先改颜色。
效果很不错的。

 
咱们扩展一下思路，还可以实现能动态更新的表格。请看以下示例：

1. static void Main(string[] args)
2. {
3.     // 隐藏光标
4.     Console.CursorVisible = false;
5.     // 控制台窗口标题
6.     Console.Title = "万人迷赛事直通车";
7.     // 生成随机数对象，稍后用它随机生成时速
8.     Random rand = new(DateTime.Now.Nanosecond);
9.     // 第0行：标题
10.     Console.WriteLine("2023非正常人类摩托车大赛");
11.     // 第1行：分隔线
12.     Console.WriteLine("--------------------------------------------");
13.     // 第2行：表头
14.     Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
15.     Console.Write("{0,-4}", "编号");
16.     Console.Write("{0,-8}", "选手");
17.     Console.Write("{0,-5}", "颜色");
18.     Console.Write("{0,-8}\n", "实时速度(Km)");
19.     Console.ResetColor();   // 重置颜色
21.     // 数据
22.     string[][] data = [
23.         ["1", "张天师", "白", "78"],
24.         ["2", "王光水", "蓝", "81"],
25.         ["3", "戴胃王", "红", "80"],
26.         ["4", "马真帅", "黄", "77"],
27.         ["5", "钟小瓶", "黑", "83"],
28.         ["6", "江三鳖", "紫", "78"]
29.     ];
30.     // 输出数据
31.     foreach (var dt in data)
32.     {
33.         Console.Write("{0,-6}{1,-7}{2,-6}{3,-5}\n", dt[0], dt[1], dt[2], dt[3]);
34.     }
36.     // 数据列表开始行
37.     int startLine = 3;
38.     // 数据列表结束行
39.     int endLine = startLine + data.Length;
40.     // 覆写开始列
41.     int startCol = 23;
42.     // 循环更新
43.     while(true)
44.     {
45.         for(int i = startLine; i < endLine; i++)
46.         {
47.             // 生成随机数
48.             int num = rand.Next(60, 100);
49.             // 移动光标
50.             Console.SetCursorPosition(startCol, i);
51.             // 覆盖内容
52.             Console.Write($"{num,-5}");
53.             // 暂停一下
54.             Thread.Sleep(300);
55.         }
56.     }
57. }

复制代码

这个例子在 while 循环内生成随机数，然后逐行更新最后一个字段的值。
运行效果如下：

 
下面咱们来做来好玩的进度条。
[code]static void Main(string[] args){    Console.CursorVisible = false;    // 进度条模板    string strTemplate = "[               {0,50}              ]";    Console.WriteLine(string.Format(strTemplate, 0.0d));    for (int i = 0; i