前言
在实际开发过程中，经常需要对用户输入的数值进行限制，以确保输入的数据在合理的范围内。这不仅能防止程序错误，还能提高用户体验。作为一名测试工程师，掌握如何在 Python 中限制输入数值范围是非常有用的技能。本文将详细介绍如何使用 Python 实现这一功能，包括基础方法和高级应用。
基础方法：使用 while 循环
首先，我们来了解如何使用基础的 while 循环和条件判断来限制用户输入的数值范围。
示例代码
以下是一个简单的示例，要求用户输入一个 1 到 10 之间的数值。如果输入的数值不在范围内，则提示用户重新输入。
def get_number_in_range(min_value, max_value):
while True:
try:
number = int(input(f"请输入一个 {min_value} 到 {max_value} 之间的数："))
if min_value <= number <= max_value:
return number
else:
print(f"输入无效，请输入一个 {min_value} 到 {max_value} 之间的数。")
except ValueError:
print("输入无效，请输入一个整数。")
number = get_number_in_range(1, 10)
print(f"您输入的有效数字是：{number}")
代码详解
- 函数定义：
get_number_in_range(min_value, max_value)：该函数接收两个参数，min_value和max_value，用于指定数值范围。
- 无限循环：
- 使用
while True创建一个无限循环，直到用户输入有效的数值为止。
- 异常处理：
使用 try...except 捕获用户输入不是整数的情况，并提示用户输入一个整数。
- 范围检查：
如果输入的数值在范围内，则返回该数值；否则，提示用户重新输入。
高级方法：使用自定义异常
在更复杂的应用场景中，可以定义自定义异常类来处理特定的输入错误，使代码更加清晰和模块化。
示例代码
以下示例展示了如何使用自定义异常来限制输入数值范围。
class OutOfRangeError(Exception):
pass
def get_number_in_range(min_value, max_value):
while True:
try:
number = int(input(f"请输入一个 {min_value} 到 {max_value} 之间的数："))
if not (min_value <= number <= max_value):
raise OutOfRangeError
return number
except ValueError:
print("输入无效，请输入一个整数。")
except OutOfRangeError:
print(f"输入无效，请输入一个 {min_value} 到 {max_value} 之间的数。")
number = get_number_in_range(1, 10)
print(f"您输入的有效数字是：{number}")
代码详解
自定义异常类：
OutOfRangeError：继承自Exception类，用于表示输入的数值超出范围。
范围检查：
- 使用
if not (min_value <= number <= max_value)检查数值是否在范围内，如果不在范围内则抛出OutOfRangeError异常。
- 异常处理：
捕获 ValueError 和 OutOfRangeError，分别处理非整数输入和超出范围的输入。
使用正则表达式进行输入验证
在某些情况下，可能需要更复杂的输入验证逻辑，例如要求输入的数值必须是某种格式的字符串。这时可以使用正则表达式。
示例代码
以下示例展示了如何使用正则表达式验证输入的数值范围。
import re
def get_number_with_regex(min_value, max_value):
pattern = re.compile(r'^\d+$')
while True:
user_input = input(f"请输入一个 {min_value} 到 {max_value} 之间的数：")
if pattern.match(user_input):
number = int(user_input)
if min_value <= number <= max_value:
return number
print(f"输入无效，请输入一个 {min_value} 到 {max_value} 之间的数。")
number = get_number_with_regex(1, 10)
print(f"您输入的有效数字是：{number}")
代码详解
- 正则表达式：
- 使用
re.compile(r'^\d+$')定义一个正则表达式模式，用于匹配正整数。
- 输入验证：
- 使用
pattern.match(user_input)验证输入是否是正整数。 - 如果匹配成功，进一步检查数值是否在范围内。
总结
本文详细介绍了如何在 Python 中限制输入数值的范围，涵盖了基础方法、高级方法、正则表达式和 GUI 界面。在实际开发中，根据具体需求选择合适的方法，既能确保输入数据的有效性，又能提升用户体验。
