练习题：61

目录

Python题目

题目

题目分析

需求理解

关键知识点

实现思路分析

复杂度分析

可能遇到的问题及注意事项

代码实现

代码解释

运行思路

1. 进入无限循环

2. 提示用户输入

3. 尝试将输入转换为整数

4. 捕获并处理异常

5. 输出用户输入的整数

结束语

Python题目

题目

编写一个程序，要求用户输入一个整数，如果用户输入的不是整数，使用try-except语句捕获异常并提示用户重新输入。

题目分析

需求理解

本题要求编写一个 Python 程序，让用户输入一个整数。程序需要对用户输入进行验证，如果用户输入的内容不是一个有效的整数，程序要能捕获由此产生的异常，并提示用户重新输入，直到用户输入一个合法的整数为止。

关键知识点

为了实现这个需求，需要掌握以下 Python 相关知识点：

1. 用户输入：使用 input() 函数获取用户从控制台输入的内容，该函数返回的是一个字符串类型的值。
2. 数据类型转换：使用 int() 函数将用户输入的字符串尝试转换为整数。如果输入的字符串不能正确转换为整数，会引发 ValueError 异常。
3. 异常处理：使用 try - except 语句捕获并处理可能出现的异常。try 块中包含可能引发异常的代码，except 块用于处理捕获到的异常。
4. 循环结构：使用 while 循环来实现多次提示用户输入，直到用户输入一个合法的整数为止。

实现思路分析

1. 设置循环：使用 while 循环来持续获取用户输入，直到满足条件（用户输入一个合法的整数）为止。
2. 获取用户输入：在循环内部，使用 input() 函数获取用户输入的内容。
3. 尝试转换为整数：使用 try 块将用户输入的字符串尝试转换为整数。如果转换成功，跳出循环；如果转换失败，会引发 ValueError 异常。
4. 捕获异常并提示：使用 except 块捕获 ValueError 异常，当捕获到异常时，提示用户重新输入。

复杂度分析

• 时间复杂度：由于无法确定用户需要尝试多少次才能输入一个合法的整数，因此时间复杂度无法准确预估，但在最坏情况下，可能需要多次循环，直到用户输入正确的整数。
• 空间复杂度：只使用了几个额外的变量（如存储用户输入的变量），因此空间复杂度为 \(O(1)\)。

可能遇到的问题及注意事项

• 异常类型的捕获：确保捕获的异常类型是 ValueError，因为 int() 函数在无法将字符串转换为整数时会抛出该异常。
• 循环的终止条件：在用户输入合法的整数后，要确保能够正确跳出循环，避免无限循环。
• 用户提示信息：提示用户重新输入的信息要清晰明了，让用户知道自己的输入有误。

代码实现

while True:
    try:
        # 获取用户输入
        user_input = input("请输入一个整数: ")
        # 尝试将用户输入转换为整数
        number = int(user_input)
        # 如果转换成功，跳出循环
        break
    except ValueError:
        # 捕获 ValueError 异常，提示用户重新输入
        print("输入无效，请输入一个有效的整数。")

print(f"你输入的整数是: {number}")

代码解释

• 无限循环：
  • while True: 创建了一个无限循环，程序会一直执行循环体中的代码，直到遇到 break 语句才会跳出循环。
• 获取用户输入：
  • user_input = input("请输入一个整数: ") 使用 input() 函数提示用户输入一个整数，并将用户输入的内容作为字符串存储在 user_input 变量中。
• 尝试转换为整数：
  • number = int(user_input) 尝试将 user_input 字符串转换为整数。如果用户输入的内容是一个有效的整数，转换会成功，number 变量将保存转换后的整数值。
  • 如果用户输入的内容无法转换为整数（例如输入了字母、特殊字符等），int() 函数会抛出 ValueError 异常。
• 异常处理：
  • except ValueError: 捕获 ValueError 异常。当捕获到该异常时，执行 print("输入无效，请输入一个有效的整数。") 语句，提示用户重新输入。
• 跳出循环：
  • 如果 int() 函数执行成功，没有抛出异常，说明用户输入的是一个有效的整数，执行 break 语句跳出 while 循环。
• 输出结果：
  • 循环结束后，使用 print(f"你输入的整数是: {number}") 输出用户输入的整数。

运行思路

1. 进入无限循环

while True:

程序首先进入一个无限的 while 循环。这意味着除非遇到 break 语句，否则循环体中的代码会一直重复执行。这样设计的目的是为了不断提示用户输入，直到用户输入一个有效的整数为止。

2. 提示用户输入

user_input = input("请输入一个整数: ")

在循环体中，input() 函数会在控制台显示提示信息 “请输入一个整数:”，并等待用户输入内容。用户输入完毕后按下回车键，输入的内容会作为字符串被存储在变量 user_input 中。

3. 尝试将输入转换为整数

try:
    number = int(user_input)
    break

• try 块开始：try 块中包含了可能会引发异常的代码。这里使用 int(user_input) 尝试将用户输入的字符串 user_input 转换为整数。
• 转换成功：如果用户输入的内容恰好是一个合法的整数，例如 123，int() 函数会顺利地将其转换为整数类型，并将结果赋值给变量 number。接着执行 break 语句，跳出当前的 while 循环，程序进入下一步。
• 转换失败：若用户输入的内容无法转换为整数，比如输入了字母 abc 或者包含特殊字符的字符串，int() 函数就会抛出 ValueError 异常。此时，程序会立即跳出 try 块，转而执行 except 块中的代码。

4. 捕获并处理异常

except ValueError:
    print("输入无效，请输入一个有效的整数。")

• 异常捕获：except ValueError: 明确指定捕获 ValueError 类型的异常。当 try 块中因为 int() 函数转换失败而抛出该异常时，程序会进入这个 except 块。
• 提示用户重新输入：在 except 块中，print("输入无效，请输入一个有效的整数。") 会在控制台输出提示信息，告知用户输入无效，需要重新输入一个有效的整数。之后，程序会回到 while 循环的开头，再次提示用户输入。

5. 输出用户输入的整数

print(f"你输入的整数是: {number}")

当用户输入了一个有效的整数，try 块中的代码执行成功并跳出循环后，程序会执行这行代码。它使用 f-string 格式化输出，将用户输入并转换后的整数 number 显示在控制台上，程序运行结束。

结束语

通过完成这个输入验证程序，你对 Python 中异常处理和循环结构的运用有了更深入的理解。你学会了利用 try - except 语句巧妙地捕获输入过程中可能出现的异常，保证了程序的健壮性；同时借助 while 循环不断引导用户输入正确的数据，提升了用户体验。

在今后的编程实践里，数据验证是极为重要的环节。无论是开发简单的命令行工具，还是构建复杂的 Web 应用，都需要对用户输入进行严格校验，防止因输入错误导致程序崩溃。你可以进一步拓展这个程序，例如添加对输入范围的限制，或者处理更多类型的异常。

编程的道路上充满了挑战与机遇，每一次攻克小难题都是成长的宝贵积累。希望你能保持积极探索的态度，不断挖掘 Python 的更多功能，解决更复杂的问题。相信你在未来的编程之路上会越走越远，创造出更多实用且稳定的程序。