Python 用户交互与格式化输出(五)

Python 用户交互与格式化输出

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一、引言

在 Python 编程中，用户交互和格式化输出是非常重要的部分。用户交互允许程序与用户进行沟通，获取用户输入的数据；而格式化输出则能让程序以美观、易读的方式展示信息给用户。本文将详细介绍 Python 中用户交互和格式化输出的相关知识，并通过丰富的带注释代码示例进行说明。

二、用户交互

2.1 使用 `input()` 函数获取用户输入

input() 函数是 Python 中用于从用户那里获取输入的基本函数。当程序执行到 input() 函数时，会暂停并等待用户输入内容，用户输入完成并按下回车键后，input() 函数会返回用户输入的内容，且返回值类型为字符串。

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# 使用 input() 函数提示用户输入姓名
name = input("请输入你的姓名：")  # 将用户输入的姓名赋值给变量 name
print("你输入的姓名是：" + name)  # 打印用户输入的姓名

2.2 处理不同类型的用户输入

由于 input() 函数返回的是字符串类型，如果需要处理其他类型的数据，需要进行类型转换。

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# 获取用户输入的年龄，这里默认用户输入的是整数
age_str = input("请输入你的年龄：")  # 将用户输入的年龄作为字符串获取
age = int(age_str)  # 将字符串类型的年龄转换为整数类型
print("你的年龄是：", age)  # 打印转换后的年龄

# 获取用户输入的身高，这里默认用户输入的是浮点数
height_str = input("请输入你的身高（米）：")  # 将用户输入的身高作为字符串获取
height = float(height_str)  # 将字符串类型的身高转换为浮点数类型
print("你的身高是：", height, "米")  # 打印转换后的身高

2.3 错误处理

在进行类型转换时，如果用户输入的数据无法正确转换，会引发异常。可以使用 try-except 语句来处理这些异常，增强程序的健壮性。

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try:
    # 尝试获取用户输入的整数
    num_str = input("请输入一个整数：")  # 获取用户输入的内容
    num = int(num_str)  # 尝试将输入内容转换为整数
    print("你输入的整数是：", num)  # 若转换成功，打印该整数
except ValueError:
    print("你输入的不是有效的整数，请重新输入。")  # 若转换失败，打印错误提示信息

三、格式化输出

3.1 使用 `print()` 函数进行基本输出

print() 函数是 Python 中用于输出信息的基本函数，可以直接输出变量或字符串。

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# 直接输出字符串
print("Hello, World!")  # 打印字符串 "Hello, World!"

# 输出变量
message = "Python is great"  # 定义一个字符串变量
print(message)  # 打印变量 message 的值

3.2 旧式字符串格式化（% 格式化）

在 Python 中，旧式字符串格式化使用 % 操作符。不同的数据类型有不同的格式化符号，如 %s 用于字符串，%d 用于整数，%f 用于浮点数等。

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# 格式化字符串和整数
name = "Alice"  # 定义一个字符串变量
age = 25  # 定义一个整数变量
print("我的名字是 %s，年龄是 %d 岁。" % (name, age))  # 使用 % 格式化输出姓名和年龄

# 格式化浮点数
pi = 3.1415926  # 定义一个浮点数变量
print("圆周率约为 %.2f" % pi)  # 使用 % 格式化输出保留两位小数的圆周率

3.3 新式字符串格式化（`str.format()` 方法）

Python 提供了 str.format() 方法来进行字符串格式化，这种方式更加灵活和易读。

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# 基本的 str.format() 使用
name = "Bob"  # 定义一个字符串变量
age = 30  # 定义一个整数变量
print("我的名字是 {}，年龄是 {} 岁。".format(name, age))  # 使用 str.format() 方法格式化输出姓名和年龄

# 通过索引指定参数顺序
print("年龄是 {1} 岁的 {0} 很开心。".format(name, age))  # 通过索引指定参数顺序进行格式化输出

# 格式化浮点数
pi = 3.1415926  # 定义一个浮点数变量
print("圆周率约为 {:.2f}".format(pi))  # 使用 str.format() 方法格式化输出保留两位小数的圆周率

3.4 f - 字符串（格式化字符串字面值）

Python 3.6 及以上版本引入了 f - 字符串，这是一种更简洁、更直观的字符串格式化方式。

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name = "Charlie"  # 定义一个字符串变量
age = 35  # 定义一个整数变量
# 使用 f - 字符串进行格式化输出
print(f"我的名字是 {name}，年龄是 {age} 岁。")  

# 格式化浮点数
pi = 3.1415926  # 定义一个浮点数变量
print(f"圆周率约为 {pi:.2f}")  # 使用 f - 字符串格式化输出保留两位小数的圆周率

四、总结与展望

4.1 总结

Python 中的用户交互和格式化输出是实现程序与用户有效沟通的重要手段。input() 函数方便我们获取用户输入，通过类型转换和错误处理可以确保输入数据的有效性。而在格式化输出方面，从旧式的 % 格式化，到新式的 str.format() 方法，再到简洁的 f - 字符串，为我们提供了多种选择，能够根据不同的场景和需求，以美观、易读的方式展示信息。

4.2 展望

随着 Python 的不断发展，用户交互和格式化输出的功能可能会更加丰富和强大。例如，可能会出现更智能的输入验证机制，减少开发者手动处理输入错误的工作量；在格式化输出方面，或许会引入更多个性化的格式化选项，以满足不同领域和场景下对信息展示的特殊要求。同时，在与图形化界面和网络交互等方面的结合上，用户交互和格式化输出也将有更广阔的发展空间。

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