读取用户输入¶
目前所接触到的程序，都是点击 运行 之后，就可以双手离开键盘，等它运行完毕，给出结果。
但是，我们用到的大部分程序，都是包含与用户的互动的。
比如，我们玩的手游，会根据用户的不同操作给出不同反馈。
再比如，我们使用搜索引擎，它会读取我们输入的文字，然后在整个互联网查询相关信息。
鼠标点击、滑动屏幕、文字输入等等都是常见的输入方式。
在未来，可能会有语音、体态，甚至脑电波输入（马斯克的脑机接口就可以把人的大脑活动作为输入）。
这个 note 中，我们只展示最简单的读取用户输入的方法，而把重点放在对用户输入的处理上。
input 函数¶
请不要花太多时间深究这个函数，因为在真实开发中几乎不怎么会用到。
input 函数可以从 terminal 里读取用户的输入。它的用法是这样：
user_input = input("请输入一个字符串： "）
运行程序，电脑会先 print 出 请输入一个字符串，暂停程序的运行，允许用户在 terminal 中输入，直到用户输入完毕，按下回车键。
用户的所有输入都会作为字符串，保存在 user_input 这个变量中。
这样，我们就成功把用户的输入保存在了一个变量里。通过对这个变量的处理，我们可以达成与用户的互动。
open 函数¶
这个函数非常非常非常有用，而且也不难！
open 函数会打开一个文件。这使得我们可以从文件中读取内容。
注意，用这个 open 函数打开文件和我们在 windows 桌面上双击打开有一些区别。
windows 上双击打开文件，原理大概是：
application = select_open_with(file) # 根据文件的类型，选择打开方式
file = open(file_name) # 用我们的 open 函数打开这个文件，得到文件变量
application.process(file) # 用我们选择的打开方式处理这个文件
换言之，我们的 open 函数，只是 windows 双击打开文件中的一小个环节而已。
具体地，假设要打开一个文件 some_file.txt 并读取它里面的所有内容，我们只需要让被打开的文件与 .py 文件在同一目录下，然后运行以下代码
file = open('some_file.txt')
lines = file.readlines()
注意：当你第二次运行 readlines() 的时候，将不会读出任何内容，就好像文件是空的一样。因为用 open 打开的文件只能被读取一次。至于更深层的原因，我们有机会再探讨。
my_string = "Hello world！" # 回忆一下，我们是从 0 开始数数的！
print(my_string[1])
print(my_string[3])
print(my_string[5]) # 第五个字符是一个空格哦！
print(my_string[7])
print(my_string[1:5]) # 拿到从 1 到 5 的子字符串，包括 1 但不包括 5
print(my_string[-2]) # 拿到倒数第二个字符
print(len(my_string)) # 获取 my_string 的长度
字符串的分割与拼接¶
我们可以用 split 把一段文字分开来：
my_string = "You guys made my day"
broken = my_string.split(" ")
print(broken)
你可以选择不同的分割标准（当遇到某个特殊字符串的时候，进行分割）：
my_string = "You-guys-made-my-day"
broken = my_string.split("-")
print(broken)
my_string = "You%!%!guys%!%!made%!%!my%!%!day"
broken = my_string.split("%!%!")
print(broken)
你也可以用 join 反向操作，用一个字符串把一个列表连接起来，成为一个完整的字符串：
broken = ["You", "guys", "made", "my", "day"]
print(" ".join(broken))
print("----".join(broken))
print("".join(broken))
字符串的清理¶
很多时候，你拿到的字符串是很“脏”的，使用起来很不方便。这时候，你可能需要“清理一下”。比如，在 equation-solver 项目的第三题中，假设你要让用户自己输入一个猜测的初始值（initial guess），你可能需要这么做：
def solve_equation(f):
user_input = input("请输入你的初始猜测： ") # 获得用户输入
x0 = float(user_input) # 把用户的字符串输入转换成一个小数（float 意思是浮点数）
x = x0
while abs(x - x0) > 1e-6:
# 做一些事情
return None
问题在于，你不知道用户的输入会是什么。假设 user_input 是 "3.14abc"，那你的程序就会垮掉。你需要把这样的事情考虑在内，然后提示用户，输入的东西不对（试想一下，如果在什么 app 上填表，不小心在 日期 一栏填了字母，app 直接原地消失（闪退），那你会多抓狂）。
为了清理这些输入，我们需要用到 正则表达式 (regular expression)。
正则表达式¶
首先，我们通过例子看看什么是 格式（或 规则）：
- 手机号的格式（格式１）： 11 位纯数字，如13588888888
- 电子邮箱的格式（格式２）： [数字+字母的组合]@[数字+字母的组合].com，如 a3b4@out2look5.com
我们常用的 格式，用中文描述相当容易，人也很容易判断一个字符串的格式的正确与否。但是，要用程序描述规则，并且让程序判断一个字符串是否符合格式，那就得费一番周折。
好在，通过 正则表达式，我们很容易实现对 格式 的判断。
上面两种 格式，写作正则表达式，就是:
^[0-9]{11}$^[0-9A-Za-z]+@[0-9A-Za-z]+\.com$
我们来解释一下手机号的 格式：
^意思是匹配开头。如果去掉^，那么aaa13588888888也会被当作符合格式。$意思是匹配结尾，如果去掉$，那么13588888888aaa也会被当作符合格式。[0-9]意思是数字 0-9，是[0123456789]的缩略写法。如果把它改成[1357]，那么，13577533571符合格式，而任何包含其它数字的都不符合格式。{11}意思是恰好匹配 11 次。{11,}是至少 11 次，{, 11}是最多 11 次。
再看邮件地址的格式
[0-9A-Za-z]是匹配所有数字、大写字母、小写字母。也可以写成[0-9A-z]。+意思是至少一次。也可以写成{1,}。
正则表达式可用的语法非常非常多，但我们只需要掌握其中几个关键的操作，即可应付绝大部分的需求。
在 Python 中，我们可以用它进行替换、搜索等等：
用正则表达式替换¶
import re
sentence = "This is the 123th of all 456 sentences written in 2021."
result1 = re.sub('[0-9]{3} ', "1000 ", sentence)
# 把所有三位数替换成 1000
# 注意[0-9]{3}后面的空格！如果不加这个空格，就会把 2021 改成 10001
# 注意在 1000 后面也有个空格，不然前面就会少空格。
print("把所有三位数替换成 1000 之后: " + result1)
print("两个失败案例： ")
print(re.sub('[0-9]{3}', "1000", sentence))
print(re.sub('[0-9]{3} ', "1000", sentence))
用正则表达式搜索¶
result = re.search(r"[0-9]+[a-z]+", sentence) # 搜索数字+字母（匹配到 124th 这个字符串）
if result:
print("Yes!")
else:
print("No...")
print(result) # 搜索成功这个 result，是一个 Match Object，但在逻辑判断中被当成 True 来用
result = re.search(r"[0-9]+[a-z]{3,}", sentence)
if result:
print("Yes!")
else:
print("No...")
print(result) # 搜索失败，什么都不返回（所以是 None，在逻辑判断中 None 被当作 False）来用
字典 的使用¶
在 Python 中，一个 字典（Dictionary) 就跟现实生活中的字典一样，分为 索引（key） 和 内容（value）。
比如，要查 'serendipity' 这个单词是什么意思，你会问一个 字典：“请告诉我 'serendipity' 这个单词的意思”。
在这里，'serendipity' 就是一个 索引（key）。
之后，字典会把对应的 内容（value），也就是 'serendipity' 这个单词的解释、例句等等相关的信息返还给你。
翻译成代码就是：
my_dictionary = dict() # 创建一个新的字典
my_dictionary["ice"] = "冰。The form water takes when its temperature is below 0 at STP"
my_dictionary["would"] = "愿意。Used in hypothetical situations or when describing the future from the point of view of the past"
my_dictionary["serendipity"] = "美丽的巧合。Something that is quite unexpected, yet desirable."
# 一个字典可能会有很多很多很多词...
# ...
print(my_dictionary["serendipity"])
可以看一下字典的全部内容：
print("\n字典的全部索引：")
print(my_dictionary.keys())
print("\n字典的全部内容：")
print(my_dictionary.values())
print("\n字典的全部索引以及内容：")
print(my_dictionary.items())
当然，编程的时候，我们需要把 字典 这个概念抽象出来。索引可以是任何东西，不只是单词。内容也是。所以，字典 里可以存放任何东西，甚至可以再放一层 字典。
another_dict = dict()
another_dict[4] = "sdgsg"
another_dict[(29, 121)] = "Ningbo"
another_dict["浙江"] = {
1: "杭州",
3: "宁波",
5: "温州",
9: "台州"
}
print(another_dict["浙江"][5])
print(another_dict[(29, 121)])
案例¶
def isValid(user_input):
if not user_input.isdecimal():
return False
else:
return True
print(isValid("3.14abc"))
isdecimal 这个函数可以告诉你，这个字符串是不是一串浮点数（亦即，可不可以被转换成 float 数）
但是，它并不完全好用：
my_string = " -3.14 "
print(isValid(my_string)) # isdecimal 认为它不合法
print(float(my_string)) # 但它确实可以被转成 my_string
float 是会自动对字符串进行一定清理的。但只限于正负号、空格等。