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一、引言

在上一篇文章 【Python】從基礎到進階（一）：了解Python語言基礎以及變量的相關知識 中，我們介紹了Python編程的基本概念、語法以及如何定義和使用變量。這為我們理解和編寫Python代碼奠定了堅實的基礎。

在本篇文章中，我們將繼續探討Python語言的核心基礎，重點關注數據類型轉換和基礎輸入輸出操作。這些知識對于編寫功能豐富、交互性強的Python程序至關重要。數據類型轉換使我們能夠在不同類型的數據之間進行轉換，從而實現更多的計算和操作。而輸入輸出操作則是我們與用戶進行信息交互的基本手段。

通過閱讀本篇文章，您將學會：

• 理解并應用數據類型轉換方法
• 實現用戶輸入和程序輸出的基本操作
• 使用Python編寫簡單的交互式程序

讓我們從Python語言的基礎知識開始，逐步深入到數據類型轉換和基礎輸入輸出的具體內容，繼續我們的Python學習之旅。

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二、基本數據類型轉換

在編寫Python程序時，數據類型轉換是一個常見且重要的操作。數據類型轉換分為隱式轉換和顯式轉換。了解如何在不同數據類型之間進行轉換可以提高代碼的靈活性和可維護性。

1. 隱式轉換

隱式轉換是指Python在需要時自動進行的數據類型轉換。通常發生在混合類型的運算中。例如，將整數和浮點數相加時，Python會自動將整數轉換為浮點數：

x = 10  # 整數
y = 3.5  # 浮點數
result = x + y
print(result)  # 輸出 13.5，x 被隱式轉換為浮點數

2. 顯式轉換

顯式轉換是通過使用內置函數手動進行的數據類型轉換。以下是一些常用的顯式轉換方法及其使用詳情：

函數	作用	示例
int(x)	將 x 轉換成整數類型	int('123') 將字符串 '123' 轉換為整數 123
float(x)	將 x 轉換成浮點數類型	float('123.45') 將字符串 '123.45' 轉換為浮點數 123.45
str(x)	將 x 轉換為字符串	str(123) 將整數 123 轉換為字符串 '123'
bool(x)	將 x 轉換為布爾值	bool(0) 將整數 0 轉換為布爾值 False
list(x)	將 x 轉換為列表	list((1, 2, 3)) 將元組 (1, 2, 3) 轉換為列表 [1, 2, 3]
tuple(x)	將 x 轉換為元組	tuple([1, 2, 3]) 將列表 [1, 2, 3] 轉換為元組 (1, 2, 3)
set(x)	將 x 轉換為集合	set([1, 2, 2, 3]) 將列表 [1, 2, 2, 3] 轉換為集合 {1, 2, 3}
dict(x)	將 x 轉換為字典	dict([('a', 1), ('b', 2)]) 將列表 [('a', 1), ('b', 2)] 轉換為字典 {'a': 1, 'b': 2}
frozenset(x)	將 x 轉換為凍結集合（不可變集合）	frozenset([1, 2, 2, 3]) 將列表 [1, 2, 2, 3] 轉換為凍結集合 frozenset({1, 2, 3})
complex(real [,imag])	創建一個復數	complex(1, 2) 創建一個復數 1+2j
repr(x)	將 x 轉換為表達式字符串	repr(123) 將整數 123 轉換為表達式字符串 '123'
eval(str)	計算在字符串中的有效 Python 表達式，并返回一個對象	eval('3 + 4') 計算字符串 '3 + 4' 中的表達式并返回 7
chr(x)	將整數 x 轉換為一個字符	chr(97) 將整數 97 轉換為字符 'a'
ord(x)	將一個字符 x 轉換為它對應的整數值	ord('a') 將字符 'a' 轉換為整數 97
hex(x)	將一個整數 x 轉換為一個十六進制的字符串	hex(255) 將整數 255 轉換為十六進制字符串 '0xff'
oct(x)	將一個整數 x 轉換為一個八進制的字符串	oct(8) 將整數 8 轉換為八進制字符串 '0o10'
bin(x)	將一個整數 x 轉換為一個二進制的字符串	bin(10) 將整數 10 轉換為二進制字符串 '0b1010'

使用 int()

將其他數據類型轉換為整數。浮點數將被截斷，小數部分會被移除；字符串必須包含有效的整數表示：

a = 3.7
b = int(a)
print(b)  # 輸出 3c = "10"
d = int(c)
print(d)  # 輸出 10e = "a123"
f = int(e)
print(f)  # 報錯

使用 float()

將其他數據類型轉換為浮點數。整數將被轉換為對應的浮點數，字符串必須包含有效的浮點數表示：

a = 3
b = float(a)
print(b)  # 輸出 3.0c = "3.14"
d = float(c)
print(d)  # 輸出 3.14

使用 str()

將其他數據類型轉換為字符串。可以用于任何數據類型：

a = 10
b = str(a)
print(b)  # 輸出 "10"c = 3.14
d = str(c)
print(d)  # 輸出 "3.14"

使用 bool()

將其他數據類型轉換為布爾值。非零數值、非空字符串和非空數據結構（如列表、元組、字典等）都將被轉換為 True，零數值、空字符串和空數據結構將被轉換為 False：

a = 0
print(bool(a))  # 輸出 Falseb = 1
print(bool(b))  # 輸出 Truec = ""
print(bool(c))  # 輸出 Falsed = "Hello"
print(bool(d))  # 輸出 True

使用 list()

將其他可迭代對象（如字符串、元組等）轉換為列表：

a = "hello"
b = list(a)
print(b)  # 輸出 ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']c = (1, 2, 3)
d = list(c)
print(d)  # 輸出 [1, 2, 3]

使用 tuple()

將其他可迭代對象（如字符串、列表等）轉換為元組：

a = "hello"
b = tuple(a)
print(b)  # 輸出 ('h', 'e', 'l', 'l', 'o')c = [1, 2, 3]
d = tuple(c)
print(d)  # 輸出 (1, 2, 3)

使用 set()

將其他可迭代對象（如字符串、列表等）轉換為集合，集合中的元素是唯一的：

a = "hello"
b = set(a)
print(b)  # 輸出 {'h', 'e', 'l', 'o'}c = [1, 2, 2, 3]
d = set(c)
print(d)  # 輸出 {1, 2, 3}

使用 dict()

將其他可迭代對象（如鍵值對的列表）轉換為字典：

a = [('a', 1), ('b', 2)]
b = dict(a)
print(b)  # 輸出 {'a': 1, 'b': 2}c = (('x', 3), ('y', 4))
d = dict(c)
print(d)  # 輸出 {'x': 3, 'y': 4}

使用 frozenset()

將其他可迭代對象（如字符串、列表等）轉換為凍結集合，凍結集合是不可變的：

a = "hello"
b = frozenset(a)
print(b)  # 輸出 frozenset({'h', 'e', 'l', 'o'})c = [1, 2, 2, 3]
d = frozenset(c)
print(d)  # 輸出 frozenset({1, 2, 3})

使用 complex()

創建一個復數，實部和虛部都可以是整數或浮點數：

a = 1
b = 2
c = complex(a, b)
print(c)  # 輸出 (1+2j)d = complex(1.5, 2.5)
print(d)  # 輸出 (1.5+2.5j)

使用 repr()

將對象轉換為表達式字符串，通常用于調試和開發：

a = 123
b = repr(a)
print(b)  # 輸出 '123'c = [1, 2, 3]
d = repr(c)
print(d)  # 輸出 '[1, 2, 3]'

使用 eval()

計算字符串中的有效 Python 表達式，并返回一個對象：

a = '3 + 4'
b = eval(a)
print(b)  # 輸出 7c = '["a", "b", "c"]'
d = eval(c)
print(d)  # 輸出 ['a', 'b', 'c']

使用 chr()

將整數轉換為對應的字符：

a = 97
b = chr(a)
print(b)  # 輸出 'a'c = 65
d = chr(c)
print(d)  # 輸出 'A'

使用 ord()

將字符轉換為對應的整數值：

a = 'a'
b = ord(a)
print(b)  # 輸出 97c = 'A'
d = ord(c)
print(d)  # 輸出 65

使用 hex()

將整數轉換為十六進制字符串：

a = 255
b = hex(a)
print(b)  # 輸出 '0xff'c = 16
d = hex(c)
print(d)  # 輸出 '0x10'

使用 oct()

將整數轉換為八進制字符串：

a = 8
b = oct(a)
print(b)  # 輸出 '0o10'c = 64
d = oct(c)
print(d)  # 輸出 '0o100'

使用 bin()

將整數轉換為二進制字符串：

a = 10
b = bin(a)
print(b)  # 輸出 '0b1010'c = 255
d = bin(c)
print(d)  # 輸出 '0b11111111'

通過掌握這些數據類型轉換方法，您可以靈活地處理不同類型的數據，確保程序能夠正確地執行各種操作。在接下來的章節中，我們將探討如何進行基礎輸入和輸出操作，以進一步增強程序的交互性。

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三、基本輸入輸出

在 Python 中，輸入和輸出是基本的操作。以下是一些常用的輸入輸出方法：

1. 輸入（input）

input() 函數用于獲取用戶的輸入，輸入的數據類型為字符串。可以通過在括號中添加提示信息來提示用戶輸入：

name = input("請輸入你的名字: ")
print("你好, " + name)

在這個示例中，程序會等待用戶輸入名字，并輸出一條包含該名字的問候語。

2. 輸出（print）

print() 函數用于將數據輸出到控制臺。可以輸出多個值，并且可以使用不同的方式格式化輸出內容：

# 輸出單個值
print("Hello, World!")# 輸出多個值
print("你好", "世界")# 使用 f-string 格式化輸出
name = "Alice"
age = 30
print(f"名字: {name}, 年齡: {age}")# 使用 format() 方法格式化輸出
print("名字: {}, 年齡: {}".format(name, age))# 使用百分號格式化輸出
print("名字: %s, 年齡: %d" % (name, age))

3. 案例：輸入姓名、年齡、身高以及體重，計算BMI指數。

variable = input("請輸入你的名字:")
print("你好", variable)age = input("請輸入你的年齡:")
print("你今年", age, "歲了")height = float(input("請輸入你的身高(單位：米):"))
weight = float(input("請輸入你的體重(單位：公斤):"))bmi = weight / height ** 2
print("你的BMI指數為:", bmi)if bmi < 18.5:print("您的體重過輕 ~@_@~")
elif 18.5 <= bmi < 25:print("您的體重在正常范圍 ~@_@~")
elif 25 <= bmi < 28:print("您的體重過重 ~@_@~")
elif 28 <= bmi < 32:print("肥胖啦你！ ~@_@~")
else:print("嚴重肥胖啦~~~ ~@_@~")

4. 使用 pprint() 函數輸出

pprint 模塊的 pprint() 函數用于“漂亮打印”數據結構，使其輸出格式更易于閱讀，尤其是對于嵌套和復雜的數據結構（如字典和列表）。在處理復雜數據時，pprint 比 print 更適合用于調試和展示數據。

使用 pprint() 需要先導入 pprint 模塊：

from pprint import pprint# 示例數據結構
data = {'name': 'Alice','age': 30,'children': [{'name': 'Bob', 'age': 5},{'name': 'Charlie', 'age': 3}],'pets': {'dog': 'Fido', 'cat': 'Whiskers'}
}# 使用 print 輸出
print(data)# 使用 pprint 輸出
pprint(data)

輸出結果比較：

# 使用 print 輸出
{'name': 'Alice', 'age': 30, 'children': [{'name': 'Bob', 'age': 5}, {'name': 'Charlie', 'age': 3}], 'pets': {'dog': 'Fido', 'cat': 'Whiskers'}}# 使用 pprint 輸出
{'age': 30,'children': [{'age': 5, 'name': 'Bob'}, {'age': 3, 'name': 'Charlie'}],'name': 'Alice','pets': {'cat': 'Whiskers', 'dog': 'Fido'}}

從輸出結果可以看出，pprint() 會自動調整輸出格式，使其更清晰易讀，特別是當數據結構比較復雜時。

pprint() 還可以自定義輸出格式。以下是一些常用的參數：

• indent: 指定每一級嵌套的縮進空格數，默認值為 1。
• width: 指定輸出行的最大寬度，默認值為 80。
• depth: 指定最大嵌套層級，超出層級的數據將以省略號表示。
• compact: 如果為 True，則盡可能緊湊地打印數據結構。

示例：

pprint(data, indent=2, width=40, depth=2, compact=True)

打印結果：

{ 'age': 30,'children': [{...}, {...}],'name': 'Alice','pets': { 'cat': 'Whiskers','dog': 'Fido'}}

這將以更緊湊的方式打印數據結構，并且只顯示到第二層嵌套。

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四、總結

在本文中，我們深入探討了 Python 的數據類型轉換和基本輸入輸出操作。通過這些知識，您可以靈活地在不同數據類型之間進行轉換，并實現用戶輸入和程序輸出的基本交互。

1. 數據類型轉換

了解數據類型轉換是編寫健壯 Python 程序的關鍵。通過隱式轉換和顯式轉換，您可以在不同數據類型之間進行轉換，確保數據在不同的操作和計算中保持一致性。我們介紹了常用的轉換方法，包括 int()、float()、str()、bool() 等，以及如何將數據轉換為列表、元組、集合和字典等復雜數據結構。

2. 基本輸入輸出操作

輸入和輸出是程序與用戶交互的基礎。我們討論了如何使用 input() 函數獲取用戶輸入，以及如何使用 print() 函數輸出信息。通過不同的格式化方法，如 f-string、format() 方法和百分號格式化，您可以靈活地輸出各種格式的字符串。此外，使用 pprint() 函數可以更清晰地打印復雜數據結構，有助于調試和展示數據。

通過這些基本知識，您可以編寫功能豐富、交互性強的 Python 程序。繼續練習這些操作，并在實際項目中應用它們，將有助于您進一步掌握 Python 編程技能。

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