1.0 Python 标准输入与输出

python 是一种高级、面向对象、通用的编程语言，由Guido van Rossum发明，于1991年首次发布。python 的设计哲学强调代码的可读性和简洁性，同时也非常适合于大型项目的开发。python 语言被广泛用于Web开发、科学计算、人工智能、自动化测试、游戏开发等各个领域，并且拥有丰富的第三方库和工具，使得python成为广泛应用的语言之一。同时，由于其开放性和可移植性，python在跨平台应用、开源软件开发和云计算等领域也被广泛使用。

• python语言官网：https://www.python.org/

python的安装非常容易，在Windows平台下读者只需要去python官方下载与之对应的版本即可，目前python的版本为python 3.11.3如下图所示读者可点击Download python 3.11.3下载最新版本；

当读者下载好以后，只需要点击安装包，依次点击下一步则可将python安装到您的电脑中；

python 中的标准输入和输出是指用于读取和写入数据的默认流（stream），也称为 stdin 和 stdout。这些流可以是屏幕输入和输出，也可以是文件、管道等。

• 标准输入：通常是用户控制台上的输入流，用于读取用户输入的数据。在python中，可以使用 input() 函数来接收标准输入，默认情况下它接收一个字符串并返回该字符串。

• 标准输出：通常是用户控制台上的输出流，用于向控制台打印数据。在python中，可以使用 print() 函数将数据输出到标准输出流。默认情况下，打印函数(print() 函数)会将数据以字符串的形式输出到控制台。

1.1 标准输入功能

任何一门编程语言都具备标准输入与输出功能，输入输出是任何一门编程语言的最终目的，在python中，输入数据可以使用内置的input()函数来实现，该函数可传入一个字符串并在输入前打印至屏幕中，函数返回一个字符串类型读者可通过一个变量来接收函数的返回值。

>>> name = input("请输入你的名字:")
请输入你的名字:lyshark

>>> print("Hello " + name)
Hello lyshark

>>> age = input("请输入你的年龄:")
请输入你的年龄:22
>>> type(age)
<class 'str'>

# 强制类型转换
>>> age1 = input("请输入你的年龄:")
>>> age1 = int(age1)
>>> type(age1)
<class 'int'> 

读者需要注意一点，标准输入函数只能获取字符串类型的参数，而有时我们需要使用例如整数浮点数等特殊参数，则需要通过强制转换类型的方法来实现对字符串的转换，例如将一个字符串参数转换为整数，可以使用int(age1)来实现，当然除了转换为整数，python还支持如下几个强制类型转换函数；

• int(x) 将 x 转换为整数
• float(x) 将 x 转换为浮点数
• str(x) 将 x 转换为字符串
• bool(x) 将 x 转换为布尔值

如果尝试将无效的表达式或对象强制转换为某种数据类型，则可能引发TypeError或ValueError异常。因此，在进行强制转换之前，一定要确保输入的值是有效的，并且可以正确地转换为目标数据类型。

1.2 标准输出功能

有标准输入函数则必然有标准输出，在输出时读者可使用print()函数实现，该函数只需要传入一个输入字符串则可以实现输出，此外在某些时候如果我们不希望让该函数完成换行，则读者可在输入时增加end=""的参数传递实现，同时标准输入函数同样支持对字符串的动态替换功能。

>>> string = "hello lyshark"
>>> print(string)
hello lyshark

# 输出时不让其自动换行
>>> print(string,)
>>> print('hello', end = " ")

>>> string = "the length of (%s) is %d"  %("hello lyshark",len("hello lyshark"))
>>> print(string)
the length of (hello lyshark) is 13

>>> string = "hello {} --> age {}".format("lyshark",22)
>>> print(string)
hello lyshark --> age 22

>>> string = "i am %(age).2f" %{"age":22}
>>> print(string)
i am 22.00

在上述案例中，可以看到当我们需要动态替换字符串时可以将字符串中需要变化的位置通过%s(代表字符串)或者%d(代表整数)的方式进行占位，在该字符串的后面通过%()的方式对字符串依次进行填充，最终调用print输出替换后的数据，当让在新版本中读者可使用{}进行占位符填充，该方法无需自行执行参数类型，在使用时更加方便一些。

1.3 格式化的用法

在标准输出中我们简单介绍了一下格式化输出的一些功能，本次案例中将重点学习如何实现对格式化输出的控制，通常来说使用format输出可以实现很多输出细节的控制，但此方式输出还是比较麻烦，如下所示将带大家简单理解格式化函数的一些基本用法，读者通过此类方法应该能更好的掌握格式化输出的基本技巧与流程。

>>> print("i am {0}, age {1}, really {0}".format("lyshark",22))
i am lyshark, age 22, really lyshark

>>> print("i am {name}, age {age}".format(**{"name":"lyshark","age":"22"}))
i am lyshark, age 22

>>> temp = "i am {0[0]}, age {0[1]}, really {0[2]}".format([1, 2, 3], [11, 22, 33])
>>> print(temp)
i am 1, age 2, really 3

>>> temp = "i am {:s}, age {:d}, money {:f}".format("lyshark", 18, 8.1)
>>> print(temp)
i am lyshark, age 18, money 8.100000

>>> temp = "%r %r %r %r"
>>> print(temp%(1,2,3,4))
1 2 3 4

>>> print("网站名称:{name},地址:{url}".format(name="myblog",url="www.lyshark.com"))
网站名称:myblog,地址:www.lyshark.com

>>> site={"name":"myblog","url":"www.lyshark.com"}
>>> print("网站名称:{name} 地址:{url}".format(**site))
网站名称:myblog 地址:www.lyshark.com

>>> my_list = ['myblog','www.lyshark.com']
>>> print("网站名称:{0[0]},地址:{0[1]}".format(my_list))
网站名称:myblog,地址:www.lyshark.com

当然上述方法输出字符串还是有些复杂，为了解决这个问题，python语言在3.6之后的版本中引入了f-string格式化功能，该方法的引入解决了格式化输出是繁琐的初始化工作，在使用时只需要在字符串的外围增加f即可表示需要输出动态字符串，此时读者只需要传入特定的变量并以{}包裹，即可实现动态输出。

>>> name = "lyshark"
>>> age = 25
>>> number = 12.456

# 可直接带入变量调用
>>> f"hello, my name is {name} my age {age}"
'hello, my name is lyshark my age 25'

# 调用是指定函数
>>> f"my name is {name.upper()}"
'my name is LYSHARK'

# 如需显示大括号,则需要两次括号
>>> f"my name is {{name.upper()}}"
'my name is {name.upper()}'

# 浮点数保留位数
>>> f"this float is {number:1.1f}"
'this float is 12.5'

# ^符号居中,宽度10位,十六进制整数(大写字母),显示0X前缀
>>> number = 1234
>>> f'number is {number:^#10X}'
'number is   0X4D2   '

# <符号左对齐,宽度10位,显示正号(+)定点数格式,2位小数
>>> number = 1234.5678
>>> f'number is {number:<+10.2f}'    
'number is +1234.57  '

# datetime时间格式输出
>>> import datetime
>>> number = datetime.datetime.today()
>>> f'the time is {number:%Y-%m-%d (%a) %H:%M:%S}'
'the time is 2021-07-14 (Sat) 20:46:02'