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一、引言

欢迎来到 Python 输入与输出函数的课程！在之前的课程中，我们已经学习了 Python 的基本数据类型、变量与赋值语句。今天，我们将学习如何与用户进行交互，通过输入函数获取用户的输入，以及通过输出函数向用户展示结果。

在 Python 编程中，输入输出（I/O）是程序与用户交互的基础。通过输入函数，程序可以接收用户的输入数据；通过输出函数，程序可以向用户展示处理结果。掌握输入输出函数的使用，是编写交互式程序的关键。

本节课的学习目标：

1. 掌握 print () 函数的使用，包括打印单个 / 多个内容、格式化输出

2. 掌握 input () 函数的使用，包括获取用户输入和输入内容的类型转换

3. 能够编写简单的交互式程序，处理用户输入并输出结果

4. 理解并避免输入输出函数使用过程中的常见错误

现在，让我们开始今天的学习！

二、输出函数 print ()

2.1 print () 函数基础

在 Python 中，print () 函数是最常用的输出函数，用于向控制台输出文本信息。它的基本语法如下：

print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

其中，参数说明：

• objects：要打印的一个或多个对象，可以是字符串、数字、列表等任何可打印的数据类型

• sep：分隔符，用于分隔多个对象，默认值为一个空格

• end：结束符，用于指定打印结束后添加的字符，默认值为换行符 ‘\n’

• file：输出目标，可以是文件对象或标准输出（默认值为 sys.stdout）

• flush：是否立即刷新缓冲区，默认值为 False

示例 1：打印单个内容

print("Hello, World!")  # 输出字符串

print(42)  # 输出整数

print(3.14)  # 输出浮点数

print([1, 2, 3])  # 输出列表

示例 2：打印多个内容

print("My name is", "Alice")  # 输出：My name is Alice

print("The sum of 3 and 5 is", 3 + 5)  # 输出：The sum of 3 and 5 is 8

示例 3：使用 sep 参数自定义分隔符

print("apple", "banana", "cherry", sep=", ")  # 输出：apple, banana, cherry
print("Hello", "World", sep="**")  # 输出：Hello**World

示例 4：使用 end 参数自定义结束符

print("Hello", end=" ")  # 不换行，以空格结束

print("World!")  # 输出：Hello World!

2.2 格式化输出

在实际应用中，我们经常需要将变量的值插入到字符串中，形成具有一定格式的输出。Python 提供了多种格式化输出的方式，包括 % 占位符、format () 方法和 f-strings。

2.2.1 使用 % 占位符进行格式化

% 占位符是 Python 中较早期的格式化方法，类似于 C 语言中的 printf 函数。其基本语法如下：

print("格式化字符串" % 变量)

示例 1：基本格式化

name = "Alice"

age = 30

print("My name is %s and I am %d years old." % (name, age))

# 输出：My name is Alice and I am 30 years old.

示例 2：格式化浮点数

pi = 3.1415926535

print("Pi is approximately %.2f" % pi)  # 输出：Pi is approximately 3.14

示例 3：使用多个占位符

print("The sum of %d and %d is %d." % (3, 5, 8))

# 输出：The sum of 3 and 5 is 8.

常用的 % 占位符：

占位符	说明
%s	字符串
%d	整数
%f	浮点数
%x/%X	十六进制数
%o	八进制数
%%	百分号本身

示例 4：其他占位符的使用

print("Octal: %o" % 255)  # 八进制：377

print("Hexadecimal: %x" % 255)  # 十六进制：ff

print("Percentage: %.2f%%" % 85.5)  # 百分比：85.50%

2.2.2 使用 format () 方法进行格式化

format () 方法是 Python 2.6 及以上版本引入的格式化方法，比 % 占位符更加灵活和强大。其基本语法如下：

print("格式化字符串".format(变量))

示例 1：基本格式化

name = "Alice"

age = 30

print("My name is {} and I am {} years old.".format(name, age))

# 输出：My name is Alice and I am 30 years old.

示例 2：使用位置参数

print("{0} is {1} years old. {0} is a programmer.".format("Alice", 30))

# 输出：Alice is 30 years old. Alice is a programmer.

示例 3：使用关键字参数

print("My name is {name} and I am {age} years old.".format(name="Alice", age=30))

# 输出：My name is Alice and I am 30 years old.

示例 4：格式化浮点数

pi = 3.1415926535

print("Pi is approximately {:.2f}".format(pi))  # 输出：Pi is approximately 3.14

示例 5：指定字段宽度和对齐方式

print("{:<10} | {:^10} | {:>10}".format("Left", "Center", "Right"))

# 输出：Left       |   Center   |      Right

示例 6：使用填充字符

print("{:*^20}".format("Python"))  # 输出：****Python****

2.2.3 使用 f-strings 进行格式化（Python 3.6+）

f-strings 是 Python 3.6 及以上版本引入的一种新的格式化方法，它简洁、高效且易于阅读，是目前推荐使用的格式化方式。其基本语法如下：

print(f"格式化字符串{变量}")

示例 1：基本格式化

name = "Alice"

age = 30

print(f"My name is {name} and I am {age} years old.")

# 输出：My name is Alice and I am 30 years old.

示例 2：表达式和计算

print(f"The sum of 3 and 5 is {3 + 5}")  # 输出：The sum of 3 and 5 is 8

print(f"5 multiplied by 3 is {5 * 3}")  # 输出：5 multiplied by 3 is 15

示例 3：格式化浮点数

pi = 3.1415926535

print(f"Pi is approximately {pi:.2f}")  # 输出：Pi is approximately 3.14

示例 4：指定字段宽度和对齐方式

print(f"{'Left':<10} | {'Center':^10} | {'Right':>10}")

# 输出：Left       |   Center   |      Right

示例 5：使用填充字符

print(f"{'Python':*^20}")  # 输出：****Python****

2.3 格式化输出易错点

在使用格式化输出时，初学者容易犯以下错误：

错误 1：占位符类型与变量类型不匹配

# 错误示例：%d用于字符串变量

name = "Alice"

print("My name is %d" % name)  # 错误：TypeError: %d format: a number is required, not str

错误原因：% d 占位符需要整数类型，而变量 name 是字符串类型。

解决方案：使用正确的占位符类型：

name = "Alice"

print("My name is %s" % name)  # 正确：使用%s占位符

错误 2：忘记使用元组包裹多个变量

# 错误示例：缺少括号

name = "Alice"

age = 30

print("My name is %s and I am %d years old." % name, age)  # 错误：TypeError

错误原因：当使用多个变量时，必须用元组包裹。

解决方案：使用括号包裹多个变量：

print("My name is %s and I am %d years old." % (name, age))  # 正确

错误 3：在 format () 方法中使用错误的索引

# 错误示例：索引超出范围

print("{1} is {0} years old.".format("Alice", 30))  # 错误：IndexError

错误原因：索引从 0 开始，所以第一个参数是 {0}，第二个是 {1}。

解决方案：正确使用索引：

print("{0} is {1} years old.".format("Alice", 30))  # 正确

错误 4：在 f-string 中错误地使用引号

# 错误示例：引号冲突

print(f"She said, "Hello!")  # 错误：SyntaxError

错误原因：f-string 中的引号与字符串中的引号冲突。

解决方案：使用不同类型的引号：

print(f'She said, "Hello!"')  # 正确

print(f"She said, 'Hello!'")  # 正确

后续见下章》》》》》》