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输入与输出

本节定位​

这一节让程序开始和用户互动。你会学会用 input 接收信息、用 print 展示结果，并掌握 f-string 格式化输出，为后面的命令行工具、API 调试和结果展示打基础。

学习目标​

  • 掌握 print() 的各种用法和格式化输出
  • 学会用 input() 获取用户输入
  • 理解 f-string 格式化的高级用法
  • 能编写简单的交互式程序

先看一个小程序​

name = input("请输入你的名字: ")
age = int(input("请输入你的年龄: "))

print(f"你好，{name}！")
print(f"你出生于大约 {2026 - age} 年")
print(f"10 年后你就 {age + 10} 岁了")

运行效果：

请输入你的名字: 小明
请输入你的年龄: 25
你好，小明！
你出生于大约 2001 年
10 年后你就 35 岁了

这就是最基本的输入输出——input() 负责接收数据，print() 负责展示结果。

print() 是你最常用的函数，没有之一。

# 打印字符串
print("Hello, World!")

# 打印数字
print(42)
print(3.14)

# 打印变量
name = "Python"
print(name)

# 打印表达式的结果
print(1 + 2 + 3)   # 6

打印多个值​

# 用逗号分隔，print 会自动用空格连接
print("姓名:", "小明", "年龄:", 25)
# 输出: 姓名: 小明 年龄: 25

# 自定义分隔符
print("2026", "01", "15", sep="-")
# 输出: 2026-01-15

print("apple", "banana", "cherry", sep=" | ")
# 输出: apple | banana | cherry

控制换行​

# 默认每个 print 之后会换行
print("第一行")
print("第二行")
# 输出:
# 第一行
# 第二行

# 用 end 参数改变结尾字符
print("Hello", end=" ")
print("World")
# 输出: Hello World（在同一行）

# 用 end 实现简单的进度显示
print("加载中", end="")
print(".", end="")
print(".", end="")
print(".", end="")
print(" 完成！")
# 输出: 加载中... 完成！

打印特殊字符​

# 换行符 \n
print("第一行\n第二行\n第三行")
# 输出:
# 第一行
# 第二行
# 第三行

# 制表符 \t（用来对齐）
print("姓名\t年龄\t城市")
print("张三\t25\t北京")
print("李四\t30\t上海")
# 输出:
# 姓名    年龄    城市
# 张三    25      北京
# 李四    30      上海

# 反斜杠本身 \\
print("文件路径: C:\\Users\\Desktop")

# 原始字符串（不处理转义）
print(r"文件路径: C:\Users\Desktop")  # r 前缀表示原始字符串

f-string 格式化（重点）​

f-string 是 Python 3.6 引入的字符串格式化方式，也是目前最推荐的方式。

f-string 基本用法​

name = "小明"
age = 25
score = 92.567

# 在字符串前加 f，花括号里放变量名
print(f"我叫{name}，今年{age}岁")
# 输出: 我叫小明，今年25岁

# 花括号里可以放任何表达式
print(f"明年我 {age + 1} 岁")
print(f"名字有 {len(name)} 个字")
print(f"及格了吗？{'是' if score >= 60 else '否'}")

数字格式化​

这是 f-string 最强大的功能之一：

# 控制小数位数
pi = 3.141592653589793
print(f"π = {pi:.2f}")     # 3.14（保留 2 位小数）
print(f"π = {pi:.4f}")     # 3.1416（保留 4 位小数）

# 百分比
accuracy = 0.8734
print(f"准确率: {accuracy:.1%}")   # 87.3%
print(f"准确率: {accuracy:.2%}")   # 87.34%

# 千分位分隔
population = 1400000000
print(f"人口: {population:,}")      # 1,400,000,000
print(f"人口: {population:_}")      # 1_400_000_000

# 科学计数法
speed_of_light = 299792458
print(f"光速: {speed_of_light:.2e} m/s")  # 3.00e+08 m/s

# 整数补零
for i in range(1, 4):
    print(f"第 {i:03d} 集")  # 第 001 集、第 002 集、第 003 集

对齐和填充​

# 左对齐、右对齐、居中
name = "Python"
print(f"|{name:<20}|")   # |Python              |  左对齐
print(f"|{name:>20}|")   # |              Python|  右对齐
print(f"|{name:^20}|")   # |       Python       |  居中

# 用指定字符填充
print(f"|{name:*<20}|")  # |Python**************|
print(f"|{name:*>20}|")  # |**************Python|
print(f"|{name:*^20}|")  # |*******Python*******|

# 实际应用：打印一个简单的表格
print(f"{'姓名':<10}{'分数':>10}")
print("-" * 20)
print(f"{'张三':<10}{95:>10}")
print(f"{'李四':<10}{87:>10}")
print(f"{'王五':<10}{92:>10}")

输出：

姓名            分数
--------------------
张三              95
李四              87
王五              92

格式化速查表​

格式含义示例结果
:.2f保留 2 位小数f"{3.14159:.2f}"3.14
:.1%百分比（1 位小数）f"{0.873:.1%}"87.3%
:,千分位分隔f"{1000000:,}"1,000,000
:.2e科学计数法f"{12345:.2e}"1.23e+04
:03d补零到 3 位f"{5:03d}"005
:<10左对齐，宽度 10f"{'hi':<10}"hi________
:>10右对齐，宽度 10f"{'hi':>10}"________hi
:^10居中，宽度 10f"{'hi':^10}"____hi____

input() 获取用户输入​

input() 会暂停程序，等待用户输入，然后返回用户输入的字符串。

input() 基本用法​

# input() 返回的始终是字符串！
name = input("请输入你的名字: ")
print(f"你好，{name}！")
print(type(name))  # <class 'str'>

重要：input() 返回的是字符串​

# 常见陷阱
age = input("请输入年龄: ")  # 用户输入 25
print(type(age))             # <class 'str'>，不是 int！

# 如果直接做数学运算会出问题
# print(age + 1)  # 报错！字符串不能加数字

# 正确做法：先转换类型
age = int(input("请输入年龄: "))   # 输入的同时转成整数
print(f"明年你 {age + 1} 岁")

# 如果需要浮点数
height = float(input("请输入身高(米): "))
print(f"你的身高是 {height} 米")

处理非法输入​

用户可能输入你预期之外的内容：

# 用户输入了 "abc" 而不是数字
# age = int(input("请输入年龄: "))  # 会报 ValueError!

# 安全的做法（后面学了异常处理会更优雅）
user_input = input("请输入一个数字: ")
if user_input.isdigit():
    number = int(user_input)
    print(f"你输入的数字是: {number}")
else:
    print("这不是一个有效的数字！")

综合案例​

案例 1：简易计算器​

print("=== 简易计算器 ===")
num1 = float(input("请输入第一个数: "))
num2 = float(input("请输入第二个数: "))

print(f"\n计算结果:")
print(f"{num1} + {num2} = {num1 + num2}")
print(f"{num1} - {num2} = {num1 - num2}")
print(f"{num1} × {num2} = {num1 * num2}")
if num2 != 0:
    print(f"{num1} ÷ {num2} = {num1 / num2:.2f}")
else:
    print("除数不能为 0！")

案例 2：AI 训练报告生成器​

# 模拟训练结果数据
model_name = "ResNet-50"
total_epochs = 100
train_accuracy = 0.9534
val_accuracy = 0.9187
train_loss = 0.1245
val_loss = 0.2891
training_hours = 2.5

# 生成格式化的报告
print("=" * 40)
print(f"{'模型训练报告':^40}")
print("=" * 40)
print(f"模型名称:     {model_name}")
print(f"训练轮数:     {total_epochs}")
print(f"训练准确率:   {train_accuracy:.2%}")
print(f"验证准确率:   {val_accuracy:.2%}")
print(f"训练损失:     {train_loss:.4f}")
print(f"验证损失:     {val_loss:.4f}")
print(f"训练时长:     {training_hours:.1f} 小时")
print("-" * 40)

# 判断模型状态
gap = train_accuracy - val_accuracy
if gap > 0.05:
    print(f"⚠️  过拟合风险: 训练/验证差距 {gap:.2%}")
else:
    print(f"✅  模型状态良好: 训练/验证差距 {gap:.2%}")
print("=" * 40)

输出：

========================================
              模型训练报告
========================================
模型名称:     ResNet-50
训练轮数:     100
训练准确率:   95.34%
验证准确率:   91.87%
训练损失:     0.1245
验证损失:     0.2891
训练时长:     2.5 小时
----------------------------------------
⚠️  过拟合风险: 训练/验证差距 3.47%
========================================

动手练习​

练习 1：自我介绍生成器​

写一个程序，接收用户的姓名、年龄、城市、爱好，然后生成格式化的自我介绍：

name = input("你的名字: ")
age = int(input("你的年龄: "))
city = input("你的城市: ")
hobby = input("你的爱好: ")

# 在下方生成自我介绍
print("=" * 30)
# ... 补充代码
print("=" * 30)

练习 2：购物小票​

# 输入商品信息
item1 = "Python 教材"
price1 = 59.9
qty1 = 2

item2 = "笔记本"
price2 = 15.5
qty2 = 3

# 打印购物小票，要求：
# 1. 商品名左对齐，价格右对齐
# 2. 显示每项小计
# 3. 最后显示总计
# 提示：使用 f-string 对齐功能

练习 3：单位转换器​

写一个程序，让用户输入公里数，然后输出对应的英里数和米数：

km = float(input("请输入公里数: "))
# 1 公里 = 0.621371 英里
# 1 公里 = 1000 米
# 补充代码，输出格式：保留 2 位小数

小结​

函数/语法用途关键点
print()输出信息sep 改分隔符，end 改结尾
input()获取用户输入返回值始终是字符串
f"..."格式化字符串{变量:格式} 控制显示方式
int() / float()类型转换input() 后通常需要转换
核心理解

输入和输出是程序与外界交互的窗口。 input() 让程序变得灵活（不同输入不同结果），print() 加上 f-string 格式化让输出变得专业美观。写代码时多用 print() 来查看中间结果，这是最基本的调试手段。