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 + b
def main():
x = 10
y = 20
print("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 * number
print("The square of", number, "is", square) # 输出结果到控制台
return square
number = 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 + num2
log_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
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: "))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")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。
