Python编程基础（六）| 用户输入和while循环

引言

很久没有写 Python 了，有一点生疏。这是学习《Python 编程：从入门到实践（第3版）》的课后练习记录，主要目的是快速回顾基础知识。

练习1：汽车租赁

编写一个程序，询问用户要租什么样的汽车，并打印一条消息。

# 使用 input() 函数获取用户输入
car_type = input("请问您想要租什么样的汽车？ ")

# 使用 f-string 格式化输出，使回复更具动态性
print(f"好的，我来帮您看看是否能找到一辆 {car_type.title()}。")

请问您想要租什么样的汽车？ Subaru
好的，我来帮您看看是否能找到一辆 Subaru。

知识点回顾：

• input() 函数：这是 Python 中获取用户在终端输入的标准方式。程序会在此处暂停，等待用户输入并按回车。
• 变量存储：input() 返回的是一个字符串，我们将其存储在变量 car_type 中以便后续使用。
• f-string：通过在字符串前加上字母 f，可以直接在花括号 {} 中嵌入变量，使字符串的拼接和格式化变得非常简洁和易读。
• 字符串方法：.title() 方法可以将用户输入的汽车品牌（即使是小写）以首字母大写的规范形式显示出来。

练习2：餐馆订位

编写一个程序，询问用户有多少人用餐。如果超过8个人，就打印一条消息，指出没有空桌；否则指出有空桌。

# 获取用餐人数的输入
guest_count_str = input("您好，请问总共有多少人用餐？ ")

# 将输入从字符串转换为整数
guest_count = int(guest_count_str)

# 使用 if-else 结构进行条件判断
if guest_count > 8:
    print("非常抱歉，目前没有足够大的空桌，请您稍等片刻。")
else:
    print("好的，有空桌，这边请！")

您好，请问总共有多少人用餐？ 9
非常抱歉，目前没有足够大的空桌，请您稍等片刻。

知识点回顾：

• 类型转换：input() 总是返回字符串类型。要进行数值比较（如大于、小于），必须使用 int() 函数将其显式转换为整数。
• 条件判断：if-else 语句是编程中最基本的控制流结构，用于根据条件的真假执行不同的代码块。
• 比较运算符：> (大于) 是一个比较运算符，用于判断一个数是否大于另一个数，返回布尔值 True 或 False。

练习3: 10的整数倍

让用户输入一个数，并指出这个数是否是10的整数倍。

# 获取用户输入的数字
number_str = input("请输入一个整数，我将判断它是否是10的整数倍：")
number = int(number_str)

# 使用求模运算符 % 进行判断
if number % 10 == 0:
    print(f"数字 {number} 是10的整数倍。")
else:
    print(f"数字 {number} 不是10的整数倍。")

请输入一个整数，我将判断它是否是10的整数倍：30
数字 30 是10的整数倍。

知识点回顾：

• 求模运算符 %：也叫取余运算符，它返回两数相除的余数。如果一个数 n % 10 的结果是 0，说明 n 可以被10整除，即是10的倍数。这是判断整除性的通用方法。
• == 运算符：用于判断两个值是否相等。注意与 =（赋值运算符）区分。

练习4：比萨配料

编写一个循环，提示用户输入一系列比萨配料，并在用户输入’quit’时结束循环。每当用户输入一种配料后，都打印一条消息，指出要在比萨中添加这种配料。

# 定义一个提示信息，方便复用
prompt = "\n请输入您想添加的比萨配料："
prompt += "\n(输入 'quit' 即可完成点餐) "

# 使用 while True 循环，直到遇到 break
while True:
    topping = input(prompt)

    if topping == 'quit':
        break # 当用户输入 'quit' 时，跳出循环
    else:
        print(f"好的，我们会在您的比萨中添加 {topping}。")

请输入您想添加的比萨配料：
(输入 'quit' 即可完成点餐) 蘑菇
好的，我们会在您的比萨中添加 蘑菇。

请输入您想添加的比萨配料：
(输入 'quit' 即可完成点餐) 培根
好的，我们会在您的比萨中添加 培根。

请输入您想添加的比萨配料：
(输入 'quit' 即可完成点餐) quit

知识点回顾：

• while 循环：用于重复执行一段代码，直到某个条件不再满足。
• 无限循环与 break：while True: 创建了一个理论上会永远执行的循环。break 语句是控制这种循环的关键，它提供了一个出口，当满足特定条件（用户输入’quit’）时，可以立即终止循环。
• 代码简洁性：将多行提示语存储在一个变量中，可以让 input() 调用本身更整洁。

练习5：电影票

有家电影院根据观众的年龄收取不同的票价：不到3岁的观众免费；3（含）～12岁的观众收费10美元；年满12岁的观众收费15美元。请编写一个循环，在其中询问用户的年龄，并指出其票价。

prompt = "请输入您的年龄（输入非数字或'quit'退出）："

while True:
    age_input = input(prompt)
    
    # 允许用户输入 'quit' 退出
    if age_input == 'quit':
        break

    # 使用 try-except 处理无效输入（例如非数字）
    try:
        age = int(age_input)
    except ValueError:
        print("请输入有效的年龄数字或 'quit'。")
        continue # 跳过本次循环的余下部分

    if age < 3:
        price = "免费"
    elif age < 12:
        price = "10美元"
    else:
        price = "15美元"
    
    print(f"您的票价是：{price}。")

请输入您的年龄（输入非数字或'quit'退出）：2
您的票价是：免费。
请输入您的年龄（输入非数字或'quit'退出）：10
您的票价是：10美元。
请输入您的年龄（输入非数字或'quit'退出）：25
您的票价是：15美元。
请输入您的年龄（输入非数字或'quit'退出）：quit

知识点回顾：

• if-elif-else 结构：当有多个互斥的条件需要判断时，使用 if-elif-else 链条。Python 会从上到下依次检查每个条件，一旦找到满足的，就会执行对应代码块并忽略余下的所有条件。
• 边界条件：注意条件 age < 3 和 age < 12 的设置。因为程序会按顺序检查，所以第二个条件 age < 12 隐含了 age >= 3 的前提。
• try-except 错误处理 (可选但推荐)：在将输入转换为整数时，如果用户输入了非数字字符，int() 函数会抛出 ValueError 错误导致程序崩溃。使用 try-except 可以优雅地捕获这个错误，提示用户，并使用 continue 语句跳过当前无效的输入，继续下一次循环。

练习6：三种出路

以不同的方式完成练习5，在程序中采取如下做法。

• 在 while 循环中使用条件测试来结束循环。
• 使用变量 active 来控制循环结束的时机。
• 使用 break 语句在用户输入 ‘quit’ 时退出循环。（已在练习5中演示）

# 方法二：使用 active 标志位
prompt = "请输入您的年龄（输入'quit'退出）："
active = True # 设置一个活动标志

while active:
    age_input = input(prompt)
    
    if age_input == 'quit':
        active = False # 将标志位置为 False，循环将在下次检查时结束
    else:
        age = int(age_input)
        if age < 3:
            print("您的票是免费的")
        elif age < 12:
            print("您的票是10美元")
        else:
            print("您的票是15美元")

请输入您的年龄（输入'quit'退出）：18
您的票是15美元
请输入您的年龄（输入'quit'退出）：5
您的票是10美元
请输入您的年龄（输入'quit'退出）：quit

知识点回顾：

• 标志位 (Flag)：使用一个布尔变量（如 active）来控制循环的执行状态是一种常见的编程技巧。循环的继续条件是 while active:。当需要退出时，只需在循环内部将 active 设为 False，循环在完成当前迭代后就会自然终止。这种方法比 while True + break 在逻辑上显得更明确。

练习7：无限循环

编写一个没完没了的循环，并运行它。（要结束该循环，可按Ctrl + C）

# 这是一个无限循环的经典例子
while True:
    print("这个循环将永远运行下去，按 Ctrl+C 可以强制停止。")

这个循环将永远运行下去，按 Ctrl+C 可以强制停止。
这个循环将永远运行下去，按 Ctrl+C 可以强制停止。
...
Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 2, in <module>
    print("...")
KeyboardInterrupt

知识点回顾：

• 无限循环：while True: 是最直接的无限循环。它在需要程序持续运行直到被外部干预（如用户、操作系统）的情况下非常有用，例如服务器监听请求、游戏主循环等。
• KeyboardInterrupt：在终端中运行 Python 程序时，按下 Ctrl+C 会发送一个“键盘中断”信号给程序。如果程序没有特殊处理这个信号，默认行为就是终止执行，并抛出 KeyboardInterrupt 异常。

练习8：熟食店

创建一个名为 sandwich_orders 的列表，其中包含各种三明治的名字，再创建一个名为 finished_sandwiches 的空列表。遍历列表，制作三明治并将其移到已完成列表中。

sandwich_orders = ['金枪鱼三明治', '鸡肉法棍', '鸡蛋美乃滋三明治', '素食三明治']
finished_sandwiches = []

# 当 sandwich_orders 列表不为空时，循环继续
while sandwich_orders:
    # 使用 .pop() 取出订单列表中的最后一个三明治
    current_sandwich = sandwich_orders.pop()
    
    print(f"我做好了您的 {current_sandwich}。")
    # 使用 .append() 将做好的三明治添加到已完成列表
    finished_sandwiches.append(current_sandwich)

print("\n--- 所有三明治都做好了！ ---")
for sandwich in finished_sandwiches:
    print(sandwich)

我做好了您的 素食三明治。
我做好了您的 鸡蛋美乃滋三明治。
我做好了您的 鸡肉法棍。
我做好了您的 金枪鱼三明治。

--- 所有三明治都做好了！ ---
素食三明治
鸡蛋美乃滋三明治
鸡肉法棍
金枪鱼三明治

知识点回顾：

• 将列表用作循环条件：while sandwich_orders: 是一个非常 Pythonic 的写法。当列表 sandwich_orders 中有元素时，它在布尔上下文中被视为 True；当列表变为空时，它被视为 False，循环自动结束。
• list.pop() 方法：从列表中移除并返回一个元素，默认是最后一个。这是“处理并移除”任务的理想选择。
• list.append() 方法：将一个元素添加到列表的末尾。
• 移动元素：这个练习完美演示了在两个列表之间移动元素的标准模式：从一个列表中 pop，然后 append 到另一个列表中。

练习9：五香烟熏牛肉卖完了

使用练习8的列表，确保 'pastrami' 在其中至少出现了三次。在程序开头打印消息指出 pastrami 卖完了，然后使用 while 循环将列表中的 'pastrami' 全部删除。

sandwich_orders = [
    'pastrami', '金枪鱼三明治', 'pastrami', 
    '鸡肉法棍', '鸡蛋美乃滋三明治', 'pastrami', '素食三明治'
]
finished_sandwiches = []

print("抱歉，我们的五香烟熏牛肉（pastrami）今天卖完了。")

# 使用 while 循环删除所有的 'pastrami'
while 'pastrami' in sandwich_orders:
    sandwich_orders.remove('pastrami')

print("\n正在处理剩余订单...")
while sandwich_orders:
    current_sandwich = sandwich_orders.pop()
    print(f"我做好了您的 {current_sandwich}。")
    finished_sandwiches.append(current_sandwich)

print("\n--- 所有三明治都做好了！ ---")
print(finished_sandwiches)

抱歉，我们的五香烟熏牛肉（pastrami）今天卖完了。

正在处理剩余订单...
我做好了您的 素食三明治。
我做好了您的 鸡蛋美乃滋三明治。
我做好了您的 鸡肉法棍。
我做好了您的 金枪鱼三明治。

--- 所有三明治都做好了！ ---
['素食三明治', '鸡蛋美乃滋三明治', '鸡肉法棍', '金枪鱼三明治']

知识点回顾：

• in 关键字：用于检查列表中是否包含某个特定元素。'pastrami' in sandwich_orders 会返回 True 或 False。
• list.remove() 方法：从列表中删除第一个匹配的元素。
• while 循环删除所有匹配项：如果需要删除列表中所有出现的某个特定值，while value in list: 配合 list.remove(value) 是一个简洁有效的方法。如果使用 for 循环并在循环中删除元素，会因为列表长度动态改变而导致意外行为，所以 while 循环是更安全的选择。

练习10：梦想中的度假胜地

编写一个程序，调查用户梦想中的度假胜地。使用提示，并编写一个打印调查结果的代码块。

# 创建一个空字典来存储调查结果
responses = {}

# 设置一个标志来控制循环是否继续
polling_active = True

while polling_active:
    # 收集姓名和回答
    name = input("\n您好，您叫什么名字？ ")
    place = input("如果您能去世界上的任何一个地方，您会去哪里？ ")
    
    # 将回答存储在字典中
    responses[name] = place
    
    # 询问是否还有其他人要参与调查
    repeat = input("还有其他人要参与调查吗？ (yes/no) ")
    if repeat == 'no':
        polling_active = False

# 调查结束，打印结果
print("\n--- 调查结果 ---")
for name, place in responses.items():
    print(f"{name.title()} 梦想的度假胜地是 {place.title()}。")

您好，您叫什么名字？ 张三
如果您能去世界上的任何一个地方，您会去哪里？ 冰岛

还有其他人要参与调查吗？ (yes/no) yes

您好，您叫什么名字？ 李四
如果您能去世界上的任何一个地方，您会去哪里？ 马尔代夫

还有其他人要参与调查吗？ (yes/no) no

--- 调查结果 ---
张三 梦想的度假胜地是 冰岛。
李四 梦想的度假胜地是 马尔代夫。

知识点回顾：

• 动态填充字典：程序开始于一个空字典 responses，在循环中根据用户的输入动态地添加键值对。responses[name] = place 这行代码完成了赋值。
• 结合 while 循环和字典：这个练习展示了如何使用循环来收集信息，并用字典这种强大的数据结构来组织和存储这些信息。
• dict.items() 方法：在最后的 for 循环中，.items() 方法被用来同时遍历字典的键（name）和值（place），这使得打印格式化的结果非常方便。