掌握Python3输入输出：轻松实现用户交互、日志记录与数据处理

Python 是一门简洁且强大的编程语言，广泛应用于各个领域。在 Python 编程中，输入和输出是基本而重要的操作。无论是进行用户交互、记录日志信息，还是将计算结果输出到控制台或文件，掌握这些操作都是编写高效 Python 程序的关键。本文将深入探讨 Python3 中的输入和输出，从基础语法到实际应用，带您全面掌握这一重要技能。

基本语法

输入

Python3 中使用 input() 函数获取用户输入。input() 会将所有输入作为字符串处理，返回用户输入的内容。

name = input("Enter your name: ")
print("Hello, " + name + "!")

输出

Python3 使用 print() 函数来输出信息。print() 可以输出多个值，值之间用逗号分隔，默认情况下会以空格分隔这些值。

print("Hello, world!")
print("The answer is", 42)

命令

输入命令

• input(prompt)：显示提示信息并等待用户输入，返回字符串形式的用户输入。

输出命令

• print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)：输出对象到文本流文件（默认为标准输出 sys.stdout），参数包括：
  • *objects：要打印的对象，可以是多个，以逗号分隔。
  • sep：对象间的分隔符，默认为空格。
  • end：行末尾的字符，默认为换行符。
  • file：写入的文件对象，默认为 sys.stdout。
  • flush：是否强制刷新文件流。

示例

输入示例

age = input("Enter your age: ")
print("Your age is " + age)

输出示例

print("Hello, world!")
print("The sum of 1 and 2 is", 1 + 2)

格式化输出

Python 提供了多种格式化字符串的方法，包括 % 操作符、str.format() 方法以及 f-strings（格式化字符串字面值）。

• % 操作符

name = "Alice"
age = 30
print("Name: %s, Age: %d" % (name, age))

• str.format() 方法

name = "Alice"
age = 30
print("Name: {}, Age: {}".format(name, age))

• f-strings (Python 3.6+)

name = "Alice"
age = 30
print(f"Name: {name}, Age: {age}")

应用场景

1. 用户交互

用户交互是通过 input() 函数获取用户输入，并通过 print() 函数给出反馈。input() 函数会暂停程序的执行，等待用户输入，然后将输入的内容作为字符串返回。print() 函数则可以输出信息到控制台，帮助用户了解程序的状态或输出结果。

示例代码

# 用户交互示例：简单的问答游戏
name = input("Enter your name: ")  # 获取用户输入的名字
print("Hello, " + name + "! Welcome to the game.")  # 打印欢迎信息age = input("Enter your age: ")  # 获取用户输入的年龄
print("You are " + age + " years old.")  # 打印年龄信息# 获取两个数字并计算其和
num1 = input("Enter the first number: ")
num2 = input("Enter the second number: ")
sum_result = int(num1) + int(num2)  # 将输入的字符串转换为整数并计算和
print("The sum of " + num1 + " and " + num2 + " is " + str(sum_result) + ".")  # 打印计算结果

2. 日志记录

在开发和调试过程中，记录日志信息是非常重要的。日志可以帮助开发者了解程序的运行状态、跟踪变量值和错误信息。虽然在实际项目中通常会使用专门的日志库（如 logging），但在简单场景下也可以使用 print() 函数来输出日志信息。

示例代码

# 日志记录示例：简单的日志输出
def add_numbers(a, b):print(f"INFO: Adding {a} and {b}")  # 打印日志信息return a + bdef main():x = 10y = 20print("DEBUG: x =", x, "y =", y)  # 打印调试信息result = add_numbers(x, y)print("INFO: Result of addition is", result)  # 打印结果信息main()

3. 数据输出

将计算结果或数据处理结果输出到控制台或文件。使用 print() 函数可以将结果输出到控制台，而使用文件操作函数可以将结果写入文件中。

示例代码

# 数据输出示例：将结果输出到控制台和文件# 输出到控制台
def calculate_square(number):square = number * numberprint("The square of", number, "is", square)  # 输出结果到控制台return squarenumber = 5
square_result = calculate_square(number)# 输出到文件
file_path = "output.txt"
with open(file_path, 'w') as file:file.write(f"The square of {number} is {square_result}\n")  # 将结果写入文件print(f"The result has been written to {file_path}")

综合示例

将用户交互、日志记录和数据输出结合在一起，构成一个完整的示例程序。

# 综合示例：用户交互、日志记录和数据输出def get_user_input(prompt):return input(prompt)def log_message(message):print(f"LOG: {message}")def save_result_to_file(result, file_path):with open(file_path, 'w') as file:file.write(result)log_message(f"Result has been written to {file_path}")def main():log_message("Program started")# 用户交互name = get_user_input("Enter your name: ")log_message(f"User name: {name}")age = get_user_input("Enter your age: ")log_message(f"User age: {age}")num1 = get_user_input("Enter the first number: ")num2 = get_user_input("Enter the second number: ")log_message(f"User entered numbers: {num1}, {num2}")# 数据处理try:num1 = int(num1)num2 = int(num2)sum_result = num1 + num2log_message(f"Calculated sum: {sum_result}")result_message = f"Hello, {name}! You are {age} years old. The sum of {num1} and {num2} is {sum_result}."print(result_message)# 数据输出file_path = "result.txt"save_result_to_file(result_message, file_path)except ValueError:log_message("Invalid input: numbers should be integers")print("Please enter valid integer numbers.")log_message("Program ended")if __name__ == '__main__':main()

这个综合示例展示了如何通过用户交互获取输入，通过日志记录输出调试信息和结果，并将计算结果保存到文件中。

注意事项

1. 类型转换：input() 函数返回的是字符串，如果需要整数或其他类型，需要进行类型转换。

   age = int(input("Enter your age: "))
   

2. 异常处理：输入时要考虑用户可能输入不合法的内容，并进行必要的异常处理。

   try:age = int(input("Enter your age: "))
   except ValueError:print("Please enter a valid number")
   

3. 编码问题：处理文本文件时要注意编码问题，特别是处理非 ASCII 字符时，使用 open() 时可以指定编码参数。

   with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()
   

总结

Python3 中的输入输出非常简单直观，主要通过 input() 和 print() 函数来实现。可以通过格式化字符串来美化输出，通过类型转换和异常处理来确保输入的有效性。在实际应用中，输入输出操作可以用于用户交互、日志记录和数据输出等场景。理解和掌握这些基本操作，是深入学习和应用 Python 编程的重要基础。