python数据结构之输入输出控制和异常

Posted 2021-08-28 柳小葱

🐭 上一章节中我们介绍了python的基础数据类型和集合数据类型，这章节给大家介绍一下python的输入输出、控制和异常，对数据类型感兴趣的同学可以查看一下文章👇:

• python数据类型: python数据结构之数据类型.

❤️ 今天我们主要来介绍一些内置函数，比如输入输出，控制，和异常的用法，尤其是输出和控制，用的太多了，写算法题，输出数据格式问题，对以后都会很有帮助。

目录

• 1. 输入 input
• 2. 输出 print
• • 2.1 普通输出
  • 2.2 格式化输出
• 3. 控制语句
• 4. 异常处理
• 参考资料

1. 输入 input

程序经常需要与用户进行交互，以获得数据或者提供某种结果。Python 提供了一个函数，它使得我们可以要求用户输入数据并且返回一个字 符串的引用。这个函数就是 input。

#input案例
a=input("请输入你的名字：")
print('你的名字是：',a)

需要注意的是，input 函数返回的值是一个字符串，它包含用户在提示字符串后面输入的所有字符。如果需要将这个字符串转换成其他类型，必须明确地提供类型转换。在下面的语句中， 用户输入的字符串被转换成了浮点数，以便于后续的算术处理。

type(a)
#结果为str
a=float(a)
type(a)
#结果为float

2. 输出 print

2.1 普通输出

print 函数为输出 Python 程序的值提供了一种非常简便的方法。它接受零个或者多个参数， 并且将单个空格作为默认分隔符来显示结果。通过设置 sep 这一实际参数可以改变分隔符。此外，每一次打印都默认以换行符结尾。这一行为可以通过设置实际参数 end 来更改。下面是一些例子。

print('hello')
#结果：hello
print('hello','world')
#结果：hello world
print('hello','world',sep='***')#sep指定特定的分隔符
#结果：hello***world
print('hello','world',end='****')#end 设置结尾参数
#结果：hello world****

2.2 格式化输出

表达式的左边部分是模板(也叫格式化字符串)，右边部分则是一系列用于格式化字符串的值。 需要注意的是，右边的值的个数与格式化字符串中%的个数一致。这些值将依次从左到右地被换入格式化字符串。
格式化字符串可以包含一个或者多个转换声明。转换字符告诉格式化运算符，什么类型的值会被插入到字符串中的相应位置。在上面的例子中，%s 声明了一个字符串，%d 则声明了一个整数。其他可能的类型声明还包括 i、u、 f、e、g、c 和%，具体如下表所示：

可以在%和格式化字符之间加入一个格式化修改符。格式化修改符可以根据给定的宽度对值 进行左对齐或者右对齐，也可以通过小数点之后的一些数字来指定宽度。格式化修改符表如下：

让我们来看看一些案例：

name="apple"
price=6 
print("the %s costs %d cent" %(name,price))
#结果：the apple costs 6 cent

print("The %+10s costs %5.2f cents" % (name,price))#+代表右对齐，10代表占用10个字符
#结果：The      apple costs  6.00 cents
print("The %+10s costs %10.2f cents" % (name,price))#10.2代表占用10个字符，并保留2位小数。
#结果：The      apple costs       6.00 cents
itemdict = {"item":"banana","cost":24}#使用字典传递参数
print("The %(item)s costs %(cost)7.1f cents" % itemdict)
#结果：The banana costs    24.0 cents

3. 控制语句

算法需要两个重要的控制结构:迭代和分支。Python 通过多种方式支持这两种控制结构。程序员可以根据需要选择最有效的结构。对于迭代，Python 提供了标准的 while 语句以及非常强大的 for 语句。while 语句会在给定条件为真时重复执行一段代码。

count=1
while count<=5:
    print("河南加油！")
    count+=1
#结果如下：
河南加油！
河南加油！
河南加油！
河南加油！
河南加油！

for item in '河南加油！':
    print(item)
# 结果如下
河
南
加
油
！

for i in range(5):
    print(i)
# 结果如下
0
1
2
3
4

#通过for语句输出单个字符
wordlist = ['cat','dog','rabbit']
letterlist = []
for aword in wordlist:
    for aletter in aword:
        letterlist.append(aletter)
        
letterlist
#结果如下：
['c', 'a', 't', 'd', 'o', 'g', 'r', 'a', 'b', 'b', 'i', 't']

分支语句允许程序员进行询问，然后根据结果，采取不同的行动。绝大多数的编程语言都提 供两种有用的分支结构:ifelse 和 if。以下是使用 ifelse 语句的一个简单的二元分支示例。

import math
n=float(input("请输入一个数"))
if n < 0:
       print("Sorry,")
else:
       print(math.sqrt(n))
#结果：请输入一个数 3
# 1.7320508075688772

#多条件分支
score=float(input("请输入一个数"))
if score >= 90:
       print('A')
elif score >= 80:
       print('B')
elif score >= 70:
       print('C')
elif score >= 60:
       print('D')
else:
       print('F')
# 请输入一个数 90 A

列表可以通过使用迭代结构和分支结构来创建。这种方式被称为列表解析式。通过列表解析式，可以根据一些处理和分支标准轻松创建列表。举例来说，如果想创建一个包含前 10 个完全平方数的列表，可以使用以下的 for 语句。

sqlist = [x*x for x in range(1,11) if x%2 != 0]
# [1, 9, 25, 49, 81]
[ch.upper() for ch in 'comprehension' if ch not in 'aeiou']
#['C', 'M', 'P', 'R', 'H', 'N', 'S', 'N']

4. 异常处理

在编写程序时通常会遇到两种错误：

• 第一种是语法错误，也就是说，程序员在编写语句或者表达式时出错。例如，在写 for 语句时忘记加冒号。
• 第二种是逻辑错误，即程序能执行完成但返回了错误的结果。这可能是由于算法本身有错， 或者程序员没有正确地实现算法。有时，逻辑错误会导致诸如除以 0、越界访问列表等非常严重的情况。这些逻辑错误会导致运行时错误，进而导致程序终止运行。通常，这些运行时错误被称为异常。

当异常发生时，我们称程序“抛出”异常。可以用 try 语句来“处理”被抛出的异常。

#可以在 try 语句块中调用 print 函数来处理这个异常。对应的 except 语句块“捕捉”到 这个异常，并且为用户打印一条提示消息。
#except 会捕捉到 sqrt 抛出的异常并打印提示消息，然后会使用对应数字的绝对值来保证 sqrt 的参数非负。这意味着程序并不会终止，而是继续执行后续语句。
anumber = int(input("Please enter an integer "))
try:
     print(math.sqrt(anumber))
except:
     print("Bad Value for square root")
     print("Using absolute value instead")
     print(math.sqrt(abs(anumber)))

结果如下：

也可以使用 raise 语句来触发运行时异常。例如，可以先检查值是否为负，并在值为负时抛出异常，而不是给 sqrt 函数提供负数。下面的代码段显示了创建新的 RuntimeError 异常的结果。注意，程序仍然会终止，但是导致其终止的异常是由我们自己手动创建的。

anumber=-21
if anumber < 0:
    raise RuntimeError("You can't use a negative number")
else:
    print(math.sqrt(anumber))

结果如下：

参考资料

《python数据结构与算法》
《大话数据结构》