python基础(四)、用户输入和while循环

参考  while循环简介 - 云+社区 - 腾讯云

目录

1、函数input()的工作原理

1、编写清晰的程序

3、求模运算

4、在python 2.7中获取输入

2、while循环简介

1、使用while循环

2、让用户选择何时退出

3、使用标志

4、使用break退出循环

5、在循环中使用continue

6、避免无限循环

3、使用while循环处理列表和字典

1、在列表之间移动元素

2、删除包含特定值的所有列表元素

3、使用用户输入来填充字典


1、函数input()的工作原理

函数input()让程序暂停运行,等待用户输入一些文本。获取用户输入后,python将其存储在一个变量中,以方便你使用。

例如,下面的程序让用户输入一些文本,再将这些文本呈现给用户:

parrot.py

message = input("Tell me something, and I will repeat in back to you: ")
print(message)

函数input()接受一个参数:即要向用户显示的提示或说明,让用户知道该如何做。在这个示例中,python运行第1行代码时,用户将看到提示Tell me something, and I will repeat it back to you:。程序等待用户输入,并在用户按回车键后继续运行。输入存储在变量message中,接下来的print(message)将输入呈现给用户。

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Tell me something, and I will repeat it back to you: Hello everyone!

Hello everyone!

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注意:Sublime Test不能运行提示用户输入的程序,你可以使用Sublime Text来编写提示用户输入的程序,但必须从终端运行它们。

1、编写清晰的程序

每当你使用函数input()时,都应指定清晰而易于明白的提示,准确地指出你希望用户提供什么样的选择------指出用户该输入任何信息的提示都行,如下所示:

greeter.py

name = input("Please enter your name: ")
print("Hello, " + name + "!")

通过在提示末尾(这里是冒号后面)包含一个空格,可将提示与用户输入分开,让用户清楚地知道其输入始于何处,如下所示:

------------------------------------------------

Please enter your name: Eric

Hello, Eric!

------------------------------------------------

有时候,提示可能超过一行,例如,你可能需要指出获取待定输入的原因。这这种情况下,可将提示存储在一个变量中,再将该变量传递给函数input()。这样,即便提示超过一行,input()语句也非常清晰。

greeter.py

prompt = "If you tell us who you are, we can personalize the message you see."
prompt += "\nWhat is your first name? "name = input(prompt)
print("\nHello, " + name + "!")

这个示例演示了一种创建多行字符的方式。第一行将消息的前半部分存储在变量prompt中:在第二行中,运算符+=在存储在prompt的字符串末尾附加一个字符串。最终的提示横跨两行,并在问号后面包含一个空格,这也是出于清晰考虑:

----------------------------------------------------------------------------------------------

If you tell us who you are, we can personalize the message you see.

What is your first name?Eric

Hello, Eric!

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2、使用int()来获取数值输入

使用函数int()时,python将用户输入解读为字符串。请看下面让用户输入其年龄的解释器会话:

>>> age = input("How old are you? ")
How old are you? 21
>>> age
'21'

用户输入的是数字21,但我们请求python提供变量age时,它返回的是'21'------用户输入的数值的字符串表示。我们怎么知道python将输入解读成了字符串呢?因为这个数字用引用好括起来了。如果我们只想打印输入,这一点问题都没有;但是如果你试图将输入作为数字使用,就会引发错误:

>>> age = input("How old are you? ")
How old are you! 21
>>> age >= 18 
Traceback (most recent call last):File "", line 1, in 
TypeError: unorderable types: str() >= int()

你试图将输入用于数值比较时,python会引发错误,因为它无法将字符串和整数进行比较:不能将存储在age汇总的字符串'21'与数值18进行比较。为解决这个问题,可使用函数int(),它让python将输入视为数值。函数int()将数字的字符表示串转换为数值表示,如下所示:

>>> age = input("How old are you? ")
How old are you! 21
>>> age = int(age)
>>> age >= 18
True

在这个示例中,我们在提示时输入21后,Python将这个数字解读为字符串,但随后int()将这个字符串转换成了数值表示,这样python就能运行条件测试了:将变量age(它现在包含数值21)同18进行比较,看它是否大于或等于18。测试结果为True。如何在实际程序中使用函数int()呢?请看下面的程序,它判断一个人是否满足坐过山车的身高要求:

rollercoaster.py

height = input("How tall are you, in inches? ")height = int(height)if height >= 36:print("\nYou're tall enough to ride!")
else:print("\n You'll be able to ride when you're a little older.")

在这个程序中,为何可以将height同36进行比较呢?因为在比较前,height = int(height)将输入转换成了数值表示。如果输入的数字大于或等于36,我们就告诉用户他满足身高要求:

----------------------------------------------

How tall are you, in inches? 71

You're tall enough to ride!

----------------------------------------------

将数值输入用于计算和比较前,务必将其转换为数值表示。

3、求模运算

处理数值信息时,求模运算符(%)是一个很有用的工具,它将两个数相除并返回余数:

>>> 4%3
1
>>> 5%3
2
>>> 6%3
0
>>> 7%3
1

求模运算符不会指出一个数是另一个数的多少倍,而只指出余数是多少。如果一个数可以被另一个数整除,余数就为零,因此求模运算符将返回0。你可利用这一点来判断一个数是由奇数还是偶数:

even_or_odd.py

number = input("Enter a number, and I'll tell you if it's even or odd: ")
number = int(number)if number % 2 == 0: print("\nThe number " + str(number) + " is even.")
else:print("\nThe number " + str(number) + " is odd.")

偶数都能被2整除,因此对一个数(number)和2来执行求模运算的结果为零,即number % 2 == 0,那么这个数就是偶数; 否则就是奇数。

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Enter a number, and I'll tell you if it's even or odd: 42

The number 42 is even.

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4、在python 2.7中获取输入

如果你使用的是python 2.7,应使用函数raw_input()来提示用户输入。这个函数与python 3中的input()一样,也将输入解读为字符串。python2.7也包含函数input(),但它将用户输入解读为python代码,并尝试运行它们。因此,最好的结果是出现错误,指出python不明白输入的代码;而最糟的结果是,将运行你原本无意运行的代码。如果你使用的是python 2.7,请使用raw_input()而不是input()来获取输入。

2、while循环简介

for循环用于针对集合中的每个元素的一个代码块,而while循环不断地运行,直到指定的条件不满足为止。

1、使用while循环

你可以使用while循环来数数,例如,下面的while循环从1数到15:

counting.py

current_number = 1 
while current_number <= 5:print(current_number)current_number += 1

在第1行,我们将current_number设置为1,从而指定从1开始数数。接下来的while循环被设置成这样:只要current_number小于或等于6,就接着运行这个循环。循环中的代码打印current_number的值,再使用代码current_number += 1(代码current_number = current_number + 1的简写)将其值加1。

只要满足条件current_number <= 5,Python就接着运行这个循环。由于1小于5,因此python打印1,并将current_number加1,使其为2;由于2小于5,因此python打印2,并将current_number加1,使其为3,以此类推。一旦current_number大于5,循环将停止,整个程序也将到此结束:

---

1

2

3

4

5

---

你每天使用的程序很可能就包含while循环。例如,游戏使用while循环,确保在玩家想玩时不断运行,并在玩家想退出时停止运行。如果程序在用户没有让它停止时运行,或者在用户要退出时还继续运行,那就太没有意思了;有鉴于此,while循环很有用。

2、让用户选择何时退出

可使用while循环让程序在用户愿意时不断地运行,如下面的程序parrot.py所示。我们在其中定义了一个退出值,只要用户输入的不是这个值,程序就接着运行:

parrot.py

promt = "\nTell me something, and I will repeat it back to you:"
promt += "\nEnter 'quit' to end the program. "message = ""while message != 'quit'message = input(prompt)print(message)

我们定义了一条提示消息,告诉用户他有两个选择,要么输入一条消息,要么输入退出值(这里为'quit')。接下来,我么创建一个变量------message,用于存储用户的输入的值。我们将变量message的初始值设置为空字符串“”,让python首次执行while代码时由可供检查的东西。python首次执行while语句时,需要将message的值与'quit'进行比较,但此时用户还没有输入。如果没有可供比较的东西,Python将无法继续运行程序。为解决这个问题,我们必须给变量message指定一个初始值。虽然这个初始值只是一个空字符串,但符合要求,让python能够执行while循环所需的比较。只要message的值不是'quit',这个循环就不断运行。

首次遇到这个循环时,message是一个空字符串,因此python进入这个循环。执行到代码行message=input(prompt)时,python显示提示消息,并等待用户输入。不管用户输入是什么。都将存储到变量message中并打印出来;接下来,python重新检查while语句中的条件。只要用户输入的不是单词'quit',python就会再次显示提示消息并等待用户输入。等到用户终于输入'quit'后,python停止执行while循环,而整个程序也到此结束。

----------------------------------------------------------------------

Tell me something, and I will repeat it back to you:

Enter 'quit' to end the program. Hello everyone!

Hello everyone!

Tell me something, and I will repeat it back to you:

Enter 'quit' to end the program.Hello again.

Hello again.

Tell me something, and I will repeat it back to you.

Enter 'quit' to end the program. quit

quit

----------------------------------------------------------------------

这个程序很好,唯一美中不足的是,它将单词'quit'也作为一条消息打印出来。为修复这种问题,只需要使用一个简单的if测试:

prompt = "\nTell me something, and I will repeat it back to you:"
prompt = "\nEnter 'quit' to end the program. "meaasge = ""
while meaage != 'quit':message = input(prompt)if message != 'quit':print(message)

现在,程序在显示消息前面将做简单的检查,仅在消息不是退出值时才能打印它:

------------------------------------------------------------------------------------

Tell me something, and I will repeat it back to you:

Enter 'quit' to end the program.Hello everyone!

Tell me something, and I will repeat it back to you!

Enter 'quit' to end the program. Hello again.

Tell me something, and I will repeat it back to you:

Enter 'quit' to end the program.quit

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3、使用标志

在前一个示例中,我们让程序在满足指定条件时就执行特定的任务。但在复杂的程序中,很多不同的事件都会导致程序停止运行;在这种情况下,该怎么办呢?

例如,在游戏中,多种事件都可能导致游戏结束,如玩家一艘飞船都没有或要保护的城市都被摧毁了。导致程序结束的事件还有很多,如果在一条while语句中检查所有这些条件,将既复杂又困难。在要求很多条件都满足才继续运行的程序中,可定义一个变量,用于判断整个程序是否处于活动状态。这个变量被称为标志,充当了程序的交通信号灯,你可让程序在标志位True时继续运行,并在任何事件导致标志的值为False时让程序停止运行。这样,在while语句中就只需检查一个条件------标志的当前值是否为True,并将所有测试(是否发生了应将标志设置为False的事件)都放在其他地方,从而让程序变得更为简洁。下面来在前一节的程序parrot.py中添加了一个标本。我们把这个标志命名为active(可给它指定任何名称),它将用于判断程序是否继续运行:

promt = "\nTell me something, and I will repeat it back to you:"promt = "\nEnter 'quit' to end the program. "active = True
while active:message = input(prompt)if message == 'quit':active = Falseelseprint(message)

我们将变量active设置成了True,让程序最初处于活动状态。这样简化了while语句,因为不需要在其中做任何比较------相关的逻辑由程序的其他部分处理。只要变量active为True,循环就将继续运行。

在while循环中,我们在用户输入后使用一条if语句来检查变量message的值。如果用户输入的是'quit',我们就将变量active设置为False,这将导致while循环不再继续执行。如果用户输入的不是'quit',我们就将输入作为一条消息打印出来。这个程序的输出与前一个示例相同。在前一个示例中,我们将条件测试直接放在了while语句中,而在这个程序中,我们使用了一个标志来指出程序是否处于活动状态,这样如果要添加测试(如 elif)以检查是否发生了其他导致active变为False的事件,将很容易。在复杂的程序中,如很多时间都会导致程序停止运行的游戏中,标志很有用,在其中的任何一个时间导致活动标志如很多时间都会导致程序停止运行的游戏,标志很有用,在其中的任何一个事件导致活动标志变成False时,主游戏循环将退出,此时可显示一条游戏结束消息,并让用户选择是否重新玩。

4、使用break退出循环

要立即退出while循环,不再运行循环中余下的代码,也不管条件测试的结果如何,可使用break语句。break语句用于控制程序流程,可使用它来控制哪些代码将执行,哪些代码不执行,从而让程序按你的要求执行你要执行的代码。例如,来看一个让用户指出他到过哪些地方的程序。在这个程序中,我们可以在用户输入'quit'后使用break语句立即退出while循环:

cities.py

prompt = "\nPlease enter the name of city you have visited: "
prompt = "\n(Enter 'quit' when you are fininshed.) "while True:city = input(prompt)if city == 'quit':breakelse:print("I'd love to go to " + city.title() + "!")

以while True打头的循环将不断运行,直到遇到break语句。这个程序中的循环不断输入用户到过的城市的名字。直到输入'quit'未知。用户输入'quit'后,将执行break语句,导致python退出循环:

------------------------------------------------------------------------------

Please enter the name of a city you have visited:

(Enter 'quit' when you )

I'd love to go to New York!

Please enter the name of city you have visited:

(Enter 'quit' when you are finished.) San Francisco

Please enter the name of city you have visited:

(Enter 'quit' when you are finished.) quit

-------------------------------------------------------------------------------

注意:在任何python循环中都可以使用break语句。例如,可使用break语句来退出遍历列表或字典的for循环。

5、在循环中使用continue

要返回到循环开头,并根据条件测试结果决定是否继续执行循环、可使用continue语句,它不像break语句那样不再执行余下的代码并退出整个循环。例如,来看一个从1数到10,但只打印其中奇数的循环:

counting.py

corrent_number = 0
while current_number < 10:current_number += 1if current_number % 2 == 0:continueprint(current_number)

我们首先将current_number设置成了0,由于它小于10,python进入while循环。进入循环后,我们以步长1的方式向上数,因此current_number为1.接下来,if语句检查current_number与2的求模运算结果。如果结果为0(意味着current_number可被2整除),就执行continue语句,让python忽略余下的代码,并返回到循环的开头。如果当前的数字不能被2整除,就执行循环中余下的代码,python将这个数字打印出来:

---

1

3

5

7

9

---

6、避免无限循环

每个while循环都必须有停止运行的途径,这样才不会没完没了地执行下去。例如,下面的循环从1数到5:

counting.py

x = 1
while x <= 5:print(x)x += 1

但如果你搜下面这样不小心遗漏了代码行,这个循环将没完没了地运行:

# 这个循环将没完没了地运行!
x = 1
while x <= 5:print(x)

在这里,x的初始值为1,但根本不会变,因此条件测试x <= 5始终为True,导致while循环没完没了地打印1,如下所示:

------------

1

1

1

1

--snip--

------------

每个程序员都会偶尔因不小心而编写出无限程序,在循环的退出条件比较微妙时尤其如此。如果程序陷入无限循环,可按Ctrl+C,可关闭显示程序输出的终端窗口。要避免编写无限循环程序,务必对每个while循环进行测试,确保它按预期那样结束。如果你希望程序在用户输入特定值时结束,可运行程序并输入这样的值;如果在这种情况下程序没有结束,请检查程序处理这个值的方式,确认程序至少有一个这样的地方能让循环条件为False或让break语句得以执行。

注意:有些编辑器(如 Sublime Text)内嵌了输出窗口,这可能导致难以结束无限循环,因此不得不关闭编辑器来结束无限循环。

3、使用while循环处理列表和字典

到目前为止,我们每次都只处理了一项用户信息:获取用户的输入,在将输入打印出来或作出答应;循环再次运行时,我们熟悉另一个输入值并作出响应。然而,要记录大量用户和信息,需要在while循环中使用列表和字典。for循环是一种遍历列表的有效方式,但在for循环中不用修改列表,否则将导致python难以跟踪其中的元素。要在遍历列表的同时对其进行修改,可使用while循环。通过将while循环同列表和字典结合起来使用,可收集、存储并组织大量输入,供以后查看和显示。

1、在列表之间移动元素

假设有一个列表,其中包含新注册但还未验证的网站用户;验证这些用户后,如何将它们移到另一个已验证用户列表中呢?一种办法是使用一个while循环,在验证用户的同时将其从未验证用户列表中提取出来,再将其加入到另一个已验证用户列表中。代码可能类似于下面这样:

confiemed_users.py

# 首先,创建一个待验证用户列表
# 和一个用于存储已经验证用户的空列表unconfirmed_users = ['alice', 'brain', 'candace']
confirmed_users = []# 验证每个用户,直到没有未验证用户为止
# 将灭个经过验证的列表都移动到已验证用户列表中
while unconfirmed_users:current_user = unconfirmed_users.pop()print("Verifying user: " + current_user.title())confirmed_users.append(current_user)# 显示所有已验证的用户
print("\nThe following users have been confirmed: ")
for confirmed_user in confirmed_users:print(confirmed_user.title())

我们首先创建了一个未验证用户列表,其中包含用户Alice、Brian和Candace,还创建了一个空列表,用于存储已验证的用户。while循环将不断地运行,直到列表unconfirmed_users变成空的。在这个循环中,函数pop()以每次一个的方式从列表unconfirmed_users末尾删除未被验证的用户。由于Candace位于列表uncondirmed_users末尾,因此其名字首先得被删除、存储到变量current_user中并加入到列表confirmed_users中。接下来是Brian,然后是Alice。为模型用户验证过程,我们打印一条验证消息并将用户加入到已验证用户列表中。未验证用户列表越来越短,而已验证用户列表越来越长。未验证用户列表为空后结束循环,再打印已验证用户列表:

Verifying user: Candace
Verifying user: Brian
Verifying user: AliceThe following users have been confirmed:
Candace
Brian
ALice

2、删除包含特定值的所有列表元素

假设你有一个宠物列表,其中包含多个值为'cat'的元素。要删除所有这些元素,可不短运行一个while循环,直到列表中不再包含值'cat',如下所示

pets.py

pets = ['dog', 'cat', 'dog', 'goldfish', 'cat', 'rabbit', 'cat']
print(pets)while 'cat' in pets:pets.remove('cat')print(pets)

我们首先创建了一个列表,其中包含多个值为'cat'的元素。打印这个列表后,python进入while循环,因为它发现'cat'在列表中至少出现了一次。进入这个循环后,Python删除第一个'cat'并返回到while代码行,然后发现'cat'还包含在列表中,因此在此进入循环,它不断删除'cat',知道这个值不再包含在列表中,然后退出循环并在此打印列表:

-----------------------------------------------------------------

['dog', 'cat', 'dog', 'goldfish', 'cat', 'rabbit', 'cat']

['dog', 'dog', 'goldfish', 'rabbit']

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3、使用用户输入来填充字典

可使用while循环提示用户输入任意数量的信息。下面来创建一个调查程序,其中的循环每次执行时都提示输入被调查者的名字和回答。我们将收集的数据存储在一个字典中,以便将回答被调查者关联起来:

mountain_poil.py

response = {}
# 设置一个标志,指出调查是否延续
polling_active = True while polling_activate:# 提示输入被调查者的名字和回答name = input("\n What is your name? ")response = input("Which mountain would you like to climb someday? ")# 将答案存储在字典中response[name] = response# 看看是否还有人要参与调查repeat = input("Would you like to let another person respond? (yes/no)")if repeat == 'no':polling_activate = False # 调查结束,显示结果
print("\n--- Poll Results ---")
for name, response in response.items():print(name + " would like to climb " + response + ".")

这个程序首先定义了一个空字典(response),并设置了一个标志(polling_active),用于指出调查是否继续。只要polling_active为True,python就运行while循环中的代码。在这个循环中,提示用户输入其用户名及其喜欢爬哪座山。将这些信息存储在字典response中,然后询问用户调查是否继续。如果用户输入yes,程序将再次进入while;如果用户输入no,标志polling_active将被设置为False,而while循环将就此结束。最后一个代码块显示调查结果。如果你运行这个程序,并输入一些名字和回答,输出将类似于下面这样:

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What is name? Eric

Which mountain would like to climb someday? Denali

Would you like to let another person respond? (yes/ no) yes

What is your name? Lyn

Which mountain would you like to climb someday? Devil's Thumb

Would you like to let another let another person respond? (yes/no) no

--- Poll Results---

Lynn would like to climb Devil's Thumb.

Eric would like to climb Denali.

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