如何在Windows上創建自定義圖形控制台/終端？

Question

Windows控制台界面（認為cmd窗口）對用戶來說是一個非常簡單的GUI。 但是，它處理渲染，用戶輸入和滾動的效率很高。 無疑，用於創建該界面的方法與傳統的桌面GUI完全不同。

我有興趣為Windows創建自己的自定義控制台/終端，最好使用C＃和基於.NET的技術（例如，托管GDI +或WPF）。 首先，我非常希望重新創建標准的簡單Windows Shell。 然后，我可以擴展內容並從那里添加功能。

我正在尋找有關如何創建這樣的控制台UI的一般指導，但是一些具體點包括：

• 我應該使用哪種渲染模型？ 渲染循環？ 部分更新（例如WPF）？ WinForms模型（不確定如何工作）？

• 渲染模型中使用哪種緩存？

• 如何加載字體以及如何呈現字體？ 它們是標准的TrueType字體，位圖字體還是其他字體？

• 滾動如何如此有效地執行？

• 您認為其他任何相關問題！

實際上，任何關於內置Windows控制台UI（甚至高級Linux終端UI）如何執行這些操作以及如何模擬它們的解釋都是理想的。

編輯：明確地說，我真的很想完全從頭開始。 基於GDI +或WPF等圖形框架，但僅此而已。

Answer 1

我曾經從頭開始實現一個文本輸出窗口-我想要一個像Visual Studio中的“輸出”窗口一樣工作的窗口。 事實證明，這比我預期的要復雜，而且沒有任何輸入功能。

不幸的是，代碼是C ++的，屬於前任雇主，所以我不能與您共享。 但是我可以給你一個關於期望的想法。

您需要一種方法來存儲可以快速索引的輸出行。 如果要限制顯示的行數，還需要易於從頂部擦除行。 在C ++中， deque<string>非常完美，我不知道C＃中的等效項（如果有）是什么。

您將需要以下Windows消息的處理程序，並且沒有特定的順序。

• WM_LBUTTONDOWN-開始選擇。 按下按鈕時，使用SetCapture跟蹤鼠標。
• WM_LBUTTONUP-結束選擇。
• WM_RBUTTONUP-轉換為WM_CONTEXTMENU。
• WM_CONTEXTMENU-顯示帶有“復制/剪切/粘貼”以及其他所需菜單的菜單。
• WM_KEYDOWN-響應四個光標鍵：Home / End，PageUp / PageDown。 Ctrl-A / Ctrl-C / Ctrl-X / Ctrl-V / Ctrl-D。
• WM_PAINT-繪制窗口的內容。
• WM_SIZE-在窗口大小更改時更新滾動條。
• WM_VSCROLL-在垂直滾動過程中更新窗口的可見部分。
• WM_HSCROLL-在水平滾動過程中更新窗口的可見部分。
• WM_CREATE-用於在創建窗口時進行初始化。
• WM_SETFOCUS-創建系統插入符號以在窗口中顯示當前位置。
• WM_KILLFOCUS-殺死插入符號，因為只有當前聚焦的窗口應該顯示插入符號。
• WM_MOUSEMOVE-在按下鼠標左鍵時跟蹤對選擇的更改。
• WM_CAPTURECHANGED-結束選擇。
• WM_TIMER-在選擇期間光標離開窗口時自動滾動。
• WM_GETDLGCODE-添加DLGC_WANTARROWS，以便箭頭鍵通過。
• WM_MOUSEWHEEL-響應鼠標滾輪的滾動。

將行添加到文本緩沖區后，調整滾動條的范圍。 垂直滾動條范圍將是總行數，水平滾動條范圍將是最寬行的寬度。

最好使用等距的單個字體-這樣會使計算變得容易得多。 特定的字體技術並不重要。 您只需要能夠跟蹤字符的位置即可。

滾動如何如此有效地執行？ 您在滾動窗口時跟蹤窗口的頂部和底部，當繪制消息出現時，您僅繪制當前可見的線。 其他人仍在緩沖區中，但不會被觸碰。 滾動窗口時可能會滲色窗口的內容，並且僅繪制從頂部或底部進入的部分，但是對於當今的處理器，這是浪費了精力-窗口會如此快地進行完全重新繪制，以至於您不會注意到。

編輯：碰巧我碰到了這個Microsoft指南滾動條，這應該是完成此任務的必讀內容。 http://msdn.microsoft.com/zh-CN/library/windows/desktop/bb787527.aspx

Answer 2

如果要創建漂亮的基於.NET的命令提示符替換，則建議查看http://poshconsole.codeplex.com/。它使用WPF作為圖形元素，並實現了PowerShell腳本宿主。 PowerShell是Microsoft替代古老的命令提示符的工具。 默認情況下，Windows 7中已安裝PowerShell，但您可以將其下載到XP和Vista中。 通過直接使用.NET對象編寫腳本，PowerShell具有高度可擴展性。 它也可以嵌入其他程序中。

WPF + PowerShell將是您要做的一個很好的起點。 如果需要，可以將PowerShell換成自己的命令/腳本引擎。 如果您真的很雄心勃勃，則可以大膽嘗試在DLR上實現自己的腳本語言以充當命令解釋器。

祝你好運。

Answer 3

看一下Console開源項目。 它做了很多，而且做得很好。 它為基於字符的任何內容提供了一個統一的控制台。 我分別在自己的標簽中運行cmd，bash和python。

它是用C ++語言編寫的，但是不會提供自己編寫代碼的樂趣。

Answer 4

我在RichTextBox的輸出方面取得了很大的成功。 實際上，它完成了您可能希望做的所有事情：顏色自定義，有效的渲染和滾動，剪貼板操作等。輸入是通過攔截窗口的KeyPress事件來組織的。

Answer 5

如果速度至關重要，則XNA是一種快速繪制文本的快速方法（最少編碼）。 它可以以100幀的FPS處理數千個精靈。 使用SpriteBatch :: DrawString（）和SpriteFont，您可以花費很少的精力就可以得到一個高速的“控制台”。 可以修改標准的“游戲”類，以僅按需重新繪制屏幕的子區域。 注意事項包括不完善的字距調整，這會使文本的外觀模糊（您可以通過關閉抗鋸齒並注意投影和子畫面的位置來解決此問題）。 如果這是一個問題，則Direct2D可能會提供更好的解決方案（或任何已經提到的解決方案）。

Answer 6

作為第一種簡單方法，我將在多行模式下使用TextBox 。 監視TextChanged或KeyPressed或KeyUp事件並采取相應措施。 以后，您可以通過從一個簡單的Panel控件派生一個控件來創建自己的控件。 通過覆蓋OnPaint方法（WinForms）進行渲染。 不需要循環，只需調用Invalidate或Refresh 。

使用字符串數組或List<string>或LinkedList<string>作為行緩沖區，或僅使用存儲在文本框中的文本。

如果使用WinForms創建自己的控件，則System.Windows.Forms.TextRenderer是呈現文本的不錯選擇。 它將在OnPaint 。

如果創建自己的控件，滾動是一件棘手的事情。 System.Windows.Controls.Panel已經包含滾動支持，但是當文本更改時，您仍然必須告訴控件如何放置和調整滾動條按鈕的大小。 另一方面，當用戶移動滾動條並相應更新顯示時，您已經移動了文本。 對於這樣簡單的控制，性能應該不是問題。

Answer 7

github上的FastColoredTextBox項目有一個Console示例。 它是：

• 高效快捷
• 有色
• 在WPF和WinForm中可用
• 在C＃中且易於閱讀

我認為閱讀代碼將對您有很大幫助。