【Python】第三弹---编程基础进阶：掌握输入输出与运算符的全面指南

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1、输入输出

1.1、和用户交互

1、输入输出

1.1、和用户交互

程序需要和用户进行交互.

用户把信息传递给程序 的过程, 称为 "输入".
程序把结果展示给用户 的过程, 称为 "输出".

输入输出的最基本的方法就是控制台 . 用户通过控制台输入一些字符串, 程序再通过控制台打印出一些字符串.

PyCharm 运行程序, 下方弹出的窗口就可以视为是控制台.

windows 自带的 cmd 程序, 也可以视为是控制台.

输入输出的最常见方法是图形化界面. 如我们平时用到的 QQ, 浏览器, steam 等, 都不需要用户输入命令,而只是通过鼠标点击窗口点击按钮的方式来操作.

Python 当然也可以用来开发图形化界面的程序. 但是图形化程序开发本身是一个大话题. 我们暂时不做介绍.

1.2、通过控制台输出

Python 使用 print 函数输出到控制台.

print('hello')

不仅能输出一个字符串, 还可以输出一个其他类型的变量

a = 10
print(a)
b = True
print(b)

更多的时候, 我们希望能够输出的内容是混合了字符串和变量的.

示例: 输出 num = 10

num = 10
print(f'num = {num}')

注意:

使用 f 作为前缀的字符串, 称为 f-string
里面可以使用 { } 来内嵌一个其他的变量/表达式.

PS: Python 中还支持其他的格式化字符串 的方法, 咱们此处只了解这个最简单的即可. 其他的暂时

不做介绍.

1.3、通过控制台输入

python 使用 input 函数, 从控制台读取用户的输入.

num = 0
num = input('请输入一个整数: ')
print(f'你输入的整数是 {num}')

注意:

input 的参数相当于一个 "提示信息", 也可以没有.
input 的返回值就是用户输入的内容. 是字符串类型.

a = input('请输入第一个整数: ')
b = input('请输入第二个整数: ')
print(f'a + b = {a + b}')

此处的结果是字符串拼接(input的返回类型是字符串类型), 不是算术运算. 如果要想进行算术运算, 需要先转换类型.

a = input('请输入第一个整数: ')
b = input('请输入第二个整数: ')
a = int(a) # 类型转换
b = int(b)
print(f'a + b = {a + b}')

通过 int( ) 把变量转成了 int 类型.
类似的, 使用 float( ), bool( ), str( ) 等可以完成对应的类型转换.

代码示例: 输入 4 个小数, 求 4 个小数的平均值.

a = input('请输入第一个数字: ')
b = input('请输入第二个数字: ')
c = input('请输入第三个数字: ')
d = input('请输入第四个数字: ')
a = float(a)
b = float(b)
c = float(c)
d = float(d)
avg = (a + b + c + d) / 4
print(f'平均值: {avg}')

此处为了输入 4 个数字, 执行了四次 input. 如果是读取任意多个数字怎么办呢? 这个时候就需要用

到循环了. 后面再介绍.

2、运算符

2.1、算术运算符

像 + - * / % ** // (加、减、乘、除、模、乘方 )这种进行算术运算的运算符, 称为 算术运算符

注意1: / 中不能用 0 作为除数. 否则会抛出异常

print(10 / 0) # 0作为除数

异常是编程语言中的一种常见机制 , 表示程序运行过程中, 出现了一些 "意外情况", 导致程序不能继续往下执行了.

注意2: 整数 / 整数结果可能是小数. 而不会截断

print(1 / 2)

注意3: % 不是 "百分数", 而是求余数.

print(7 % 2)

关于求余数, 有些同学容易蒙. 其实这个是小学二年级数学就学过的.
7 除以 2 , 商是 3 , 余数是 1.

注意4: ** 是求乘方. 不光能算整数次方, 还能算小数次方.

print(4 ** 2) # 整数次方
print(4 ** 0.5) # 小数次方

注意5: // 是取整除法(也叫地板除) . 整数除以整数, 结果还是整数 (舍弃小数部分, 并向下取整. 不是四舍五入)

print(7 // 2) # 向下取整数
print(-7 // 2)

2.2、关系运算符

像 < <= > >= == !=(小于、小于等于、大于、大于等于、等于、不等于) 这一系列的运算符称为 关系运算符 , 它们是在比较操作数之间的关系.

其中

<= 是 "小于等于"
>= 是 "大于等于"
== 是 "等于"
!= 是 "不等于"

(1) 如果关系符合, 则表达式返回 True . 如果关系不符合, 则表达式返回 False

a = 10
b = 20
print(a < b) # 为真返回True
print(a <= b)
print(a > b) # 为假返回False
print(a >= b)
print(a == b)
print(a != b)

(2) 关系运算符不光针对整数/浮点数进行比较, 还能针对字符串进行比较.

a = 'hello'
b = 'world'
# 字符串按照字典序比较大小
print(a < b) # 为真返回True
print(a <= b)
print(a > b) # 为假返回False
print(a >= b)
print(a == b)
print(a != b)

注意:

直接使用 == 或者 != 即可对字符串内容判定相等. (这一点和 C / Java 不同).
字符串比较大小, 规则是 "字典序"

关于字典序:

想象一个英文词典, 上面的单词都是按照字母顺序排列. 如果首个字母相同, 就比较第二个字母 . (就比如著名单词 abandon).

我们认为一个单词在词典上越靠前, 就越小. 越靠后, 就越大.

(3) 对于浮点数来说, 不要使用 == 判定相等.

print(0.1 + 0.2 == 0.3)

注意: 浮点数在计算机中的表示并不是精确的! 在计算过程中, 就容易出现非常小的误差.

print(0.1)
print(0.2)
print(0.3)
print(0.1 + 0.2)

可以看到, 0.1 + 0.2 的结果并非是 0.3 , 而是带了个小尾巴 . 虽然这个尾巴非常小了, 但是 == 是锱铢

必较的, 仍然会导致 == 的结果为 False.

不止是 Python 如此, 主流编程语言都是如此. 这个是 IEEE754 标准规定的浮点数格式所引入的问

题. 此处我们不做过多讨论.

正确的比较方式 : 不再严格比较相等了, 而是判定差值小于允许的误差范围.

a = 0.1 + 0.2
b = 0.3
print(-0.000001 < (a - b) < 0.000001)

实际工程实践中, 误差在所难免, 只要保证误差在合理范围内即可.

2.3、逻辑运算符

像 and or not(且、或、非) 这一系列的运算符称为 逻辑运算符.

and 并且 . 两侧操作数均为 True, 最终结果为 True. 否则为 False. (一假则假)
or 或者 . 两侧操作数均为 False, 最终结果为 False. 否则为 True. (一真则真)
not 逻辑取反. 操作数本身为 True, 则返回 False. 本身为 False, 则返回 True.

此处说的 "并且" 和 "或者", 就是我们日常生活中使用的 "并且" 和 "或者".

想象一下未来丈母娘问你要彩礼, 什么叫做 "有房并且有车", 什么叫做 "有房或者有车".

a = 10
b = 20
c = 30
print(a < b and b < c)
print(a < b and b > c)
print(a > b or b > c)
print(a < b or b > c)
print(not a < b)
print(not a > b)

一种特殊写法

a < b and b < c 这个操作等价于 a < b < c. 这个设定和大部分编程语言都不相同.

关于短路求值

和其他编程语言类似, Python 也存在短路求值的规则.

对于 and , 如果左侧表达式为 False, 则整体一定为 False, 右侧表达式不再执行.
对于 or, 如果左侧表达式为 True , 则整体一定为 True, 右侧表达式不再执行.

print(10 > 20 and 10 / 0 == 1) # and左侧为假，后侧不执行
print(10 < 20 or 10 / 0 == 1) # or 左侧为真，后侧不执行