43. 输入与输出

程序跟外界打交道，最基本的方式就是输入（input）和输出（output）。用户敲键盘是输入，屏幕显示结果是输出。文件读写、网络通信，本质也是不同形式的 I/O。

这一章聚焦控制台层面的输入输出，为后续文件操作打基础。

print：不只是打印

print 你已经很熟悉了，但它有几个参数很实用：

# 不换行
print("加载中", end="")
print("...", end="")
print("完成")

# 多值用自定义分隔符
print("2024", "07", "21", sep="-")
# 2024-07-21

# 同时修改结束符和分隔符
print("a", "b", "c", sep=" | ", end="!\n")
# a | b | c!

end 默认是 \n（换行），sep 默认是空格。改这两个参数能做出很多灵活的输出效果。

input：获取用户输入

name = input("请输入你的名字：")
print(f"你好，{name}！")

input 返回的永远是字符串。需要数字时要手动转换：

age = int(input("请输入年龄："))
price = float(input("请输入价格："))

转换前最好验证一下，否则用户输入字母会抛 ValueError：

raw = input("请输入年龄：")
if raw.isdigit():
    age = int(raw)
else:
    print("请输入有效数字")

字符串格式化：三种方式

Python 历史上出现过三种字符串格式化方式，现在你应该优先掌握 f-string。

1. % 格式化（旧式，了解即可）

name = "Alice"
age = 25
print("我叫 %s，今年 %d 岁" % (name, age))

这种写法来自 C 语言，功能有限，可读性也一般。看到旧代码能认识就行，新项目别用它。

2. str.format()（过渡方案）

print("我叫 {}，今年 {} 岁".format(name, age))
print("我叫 {0}，今年 {1} 岁".format(name, age))
print("我叫 {n}，今年 {a} 岁".format(n=name, a=age))

format 比 % 灵活，支持命名参数、重复引用。但在 f-string 出现后，它的使用场景变少了。

3. f-string（推荐，Python 3.6+）

print(f"我叫 {name}，今年 {age} 岁")

变量直接嵌入字符串，直观高效。而且支持表达式：

x = 10
y = 3
print(f"{x} 除以 {y} 等于 {x / y:.2f}")
# 10 除以 3 等于 3.33

f-string 进阶技巧

控制精度与宽度

pi = 3.1415926

print(f"{pi:.2f}")      # 3.14（保留两位小数）
print(f"{pi:10.2f}")    # '      3.14'（总宽度 10，右对齐）
print(f"{pi:<10.2f}")   # '3.14      '（左对齐）
print(f"{pi:^10.2f}")   # '   3.14   '（居中）
print(f"{pi:010.2f}")   # 0000003.14（前导零）

格式说明符的结构是 :[[填充]对齐][符号][宽度][.精度][类型]。日常用得最多的是 .2f（两位小数）和 >10（右对齐占 10 位）。

千位分隔符

num = 12345678
print(f"{num:,}")       # 12,345,678
print(f"{num:_}")       # 12_345_678

二进制、八进制、十六进制

n = 255
print(f"{n:b}")   # 11111111（二进制）
print(f"{n:o}")   # 377（八进制）
print(f"{n:x}")   # ff（十六进制小写）
print(f"{n:X}")   # FF（十六进制大写）

日期时间格式化

from datetime import datetime
now = datetime.now()
print(f"今天是 {now:%Y-%m-%d %H:%M}")
# 今天是 2024-07-21 14:30

自定义对象的格式化

如果你的类实现了 __format__ 方法，f-string 会自动调用：

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __format__(self, spec):
        if spec == 'polar':
            import math
            r = math.hypot(self.x, self.y)
            theta = math.degrees(math.atan2(self.y, self.x))
            return f"(r={r:.2f}, θ={theta:.1f}°)"
        return f"({self.x}, {self.y})"

p = Point(3, 4)
print(f"{p}")           # (3, 4)
print(f"{p:polar}")     # (r=5.00, θ=53.1°)

输出重定向

print 默认输出到标准输出（stdout）。你可以重定向到文件：

with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    print("写入文件的内容", file=f)

file 参数接受任何文件对象（或类似文件的对象）。结合 StringIO，还能把输出暂存在内存里。

小结

• print 的 sep 和 end 参数控制分隔符和结尾。
• input 返回字符串，数字需要手动转换。
• f-string 是首选格式化方式，支持表达式、精度控制、对齐、进制转换。
• 输出可以重定向到文件或其他类文件对象。

输入输出是程序的「五官」。格式化字符串的能力越强，你输出信息的效率就越高。f-string 是 Python 3 最值得掌握的特性之一，花点时间练熟它，回报很大。

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