我应该如何在Windows上创建自定义图形控制台/终端？

Question

Windows控制台界面（想想cmd窗口）对用户来说是一个非常简单的GUI。然而，处理渲染，用户输入和滚动的效率水平非常高。用于创建此接口的方法无疑与传统桌面GUI的方法完全不同。

我有兴趣为Windows创建自己的自定义控制台/终端，最好使用基于C＃和.NET的技术（例如托管GDI +或WPF）。作为一个起点，我非常希望重新创建标准的简单Windows shell。然后，我可以扩展内容并从中添加功能。

我正在寻找有关如何创建这样的控制台UI的一般指导，但一些具体要点包括：

• 我应该使用什么样的渲染模型？渲染循环？部分更新（如WPF）？ WinForms模型（不确定这是如何工作的）？
• 渲染模型中使用了哪种缓存？
• 如何加载字体以及如何呈现它们？它们是标准的TrueType字体，位图字体还是其他什么？
• 滚动如何有效地执行？
• 您认为可能与之相关的任何其他内容！

事实上，对内置Windows控制台UI（甚至是高级Linux终端UI）如何做这些事情以及如何模仿它们的任何解释都是理想的。

编辑：要清楚，我真的想从头开始完成这项工作。基于像GDI +或WPF这样的图形框架，但不多了。

Answer 1

我曾经从头开始实现一个文本输出窗口 - 我想要一个像Visual Studio中的Output窗口一样工作的窗口。事实证明它比我想象的要复杂得多，而且没有任何输入功能。

不幸的是，代码是用C ++编写的，属于前雇主，因此我无法与您分享。但我可以告诉你想要什么。

您需要一种方法来存储可以快速索引的输出行。如果您要对显示的行数进行限制，则还需要从顶部轻松擦除行。在C ++中，deque<string>是完美的，我不知道C＃中的等价物是什么（如果有的话）。

您将需要处理以下Windows消息的处理程序，没有特定的顺序。

• WM_LBUTTONDOWN - 开始选择。按钮按下时，使用SetCapture跟踪鼠标。
• WM_LBUTTONUP - 结束选择。
• WM_RBUTTONUP - 转换为WM_CONTEXTMENU。
• WM_CONTEXTMENU - 显示带有复制/剪切/粘贴的菜单以及您想要的任何其他内容。
• WM_KEYDOWN - 响应4个光标键，Home / End，PageUp / PageDown。 CTRL-A / CTRL-C / CTRL-X / CTRL-V / CTRL-d。
• WM_PAINT - 绘制窗口的内容。
• WM_SIZE - 在窗口大小更改时更新滚动条。
• WM_VSCROLL - 在垂直滚动期间更新窗口的可见部分。
• WM_HSCROLL - 在水平滚动期间更新窗口的可见部分。
• WM_CREATE - 用于在创建窗口时进行初始化。
• WM_SETFOCUS - 创建系统插入符以显示窗口中的当前位置。
• WM_KILLFOCUS - 杀死插入符号，因为只有当前聚焦的窗口才会显示插入符号。
• WM_MOUSEMOVE - 在鼠标左键按下时跟踪选择的更改。
• WM_CAPTURECHANGED - 结束选择。
• WM_TIMER - 在选择期间光标离开窗口时自动滚动。
• WM_GETDLGCODE - 添加DLGC_WANTARROWS以便箭头键通过。
• WM_MOUSEWHEEL - 响应鼠标滚轮进行滚动。

当行添加到文本缓冲区时，调整滚动条的范围。垂直滚动条范围将是总行数，水平滚动条范围将是最宽行的宽度。

最好有一个等宽字体 - 它使计算更容易。特定的字体技术并不重要。您只需要能够跟踪角色的位置。

滚动如何有效地执行？在滚动时跟踪窗口的顶部和底部线条，当出现绘制消息时，您只绘制当前可见的线条。其他人仍然在缓冲区，但他们没有被触及。可以在滚动窗口时将窗口内容加入blit，只绘制从顶部或底部进入的部分，但是使用今天的处理器会浪费精力 - 窗口会快速重新绘制，以至于您不会注意到。

编辑：巧合的是，我遇到了这个微软滚动条指南，这对于这个任务应该是必不可少的阅读。 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/bb787527.aspx

Answer 2

如果你想创建一个漂亮的基于.NET的命令提示符替换，那么我建议查看http://poshconsole.codeplex.com/它使用WPF作为图形元素，它实现了PowerShell脚本宿主。 PowerShell是微软取代古老的命令提示符。 PowerShell默认安装在Windows 7中，但您可以下载它用于XP和Vista。尽管直接使用.NET对象编写脚本，但PowerShell具有高度可扩展性。它也可以嵌入其他程序中。

WPF + PowerShell将是您想要做的一个很好的起点。如果您愿意，可以将PowerShell替换为您自己的命令/脚本引擎。如果你真的很雄心勃勃，你可以在DLR上实现自己的脚本语言，以充当你的命令解释器。

祝你好运。

Answer 3

看看Console开源项目。它做了很多，而且做得很好。它为基于角色的任何内容提供统一的控制台。我在他们自己的选项卡中运行cmd，bash和python。

它是用C ++编写的，但它不会提供自己编写它的乐趣。

Answer 4

我在RichTextBox上取得了巨大的成功。实际上，它可以完成您所需的一切：颜色自定义，有效渲染和滚动，剪贴板操作等。输入是通过拦截窗口的KeyPress事件来组织的。

Answer 5

如果速度是最重要的，那么XNA是一种非常快速的方式（最小编码）来高速绘制文本。它可以在100的FPS下处理数千个精灵。使用SpriteBatch :: DrawString（）和SpriteFont，您可以获得一个高速“控制台”，只需很少的编码工作。可以修改标准“游戏”类以按需重新绘制屏幕的子区域。注意事项包括不完美的字距调整，使文本外观模糊（您可以通过关闭消除锯齿并小心投影和精灵放置来解决此问题）。如果这是一个问题，那么也许Direct2D提供了更好的解决方案（或任何已经提到的解决方案）。

Answer 6

作为第一个简单的方法，我会在多线模式下使用TextBox。观察TextChanged或KeyPressed或KeyUp事件并采取相应行动。稍后，您可以通过从简单的Panel控件派生一个来创建自己的控件。渲染通过覆盖OnPaint方法（WinForms）来实现。不需要循环，只需要调用Invalidate或Refresh。

使用字符串数组或List<string>或LinkedList<string>作为行缓冲区或只使用文本框中存储的文本。

如果使用WinForms创建自己的控件，System.Windows.Forms.TextRenderer是渲染文本的不错选择。它将用于OnPaint。

如果您创建自己的控件，滚动是一件棘手的事情。 System.Windows.Controls.Panel已经包含滚动支持，但是当文本发生变化时，您仍然必须告诉控件如何放置和调整滚动条按钮的大小。另一方面，当用户移动滚动条并相应地更新显示时，您可以移动文本。对于这种简单的控制，性能不应该是一个问题。

Answer 7

github上的FastColoredTextBox项目有一个控制台示例。它是：

• 高效快捷
• 有色
• 可在WPF和WinForm中使用
• 在C＃中易于阅读

我认为阅读代码会对你有所帮助。