每个计算机程序都用来解决特定计算问题，较大规模的程序提供丰富功能解决完整计算问题。例如：控制航天飞机运行的程序、操作系统等。小型程序或程序片段可以为其他程序提供特定计算支持，作为解决更大计算问题的组成部分。 无论程序规模如何，每个程序都有统一的运算模式：输入数据、处理数据和输出数据。这种朴素运算模式形成了程序的基本编写方法：IPO（Input, Process, Output）方法。 IPO程序编写方法 输入数据 处理数据 输出数据 IPO程序编写方法 输入数据 输入（Input）是一个程序的开始。程序要处理的数据有多种来源，形成了多种输入方式，包括：文件输入、网络输入、控制台输入、交互界面输出、随机数据输入、内部参数输入等。 IPO程序编写方法 文件输入将文件作为程序输入来源，在获得文件控制权后，需要根据文件格式解析内部具体数据。例如统计excel文件数据的数量，需要首先获得excel文件的控制权，打开文件后根据excel中数据存储方式获得所需处理的数据，进而开展计算 网络输入将互联网上的数据作为输入来源。使用网络数据需要明确网络协议和使用特定的网络接口。例如，捕获并处理互联网上的数据，需要使用HTTP协议并解析HTML格式 IPO程序编写方法 控制台输入将程序使用者输入的信息作为输入来源。当程序与用户间存在交互时，程序需要有明确的用户提示，辅助用户正确输入数据。从程序语法上来说，这种提示不是必须的，但良好的提示设计有助于提高用户体验。 交互界面输入通过提供一个图形交互界面从用户处获得输入来源。此时，鼠标移动或点击操作、文本框内的键盘操作等都为程序提供事件和数据输入。 IPO程序编写方法 随机数据输入将随机数作为程序输入，这需要使用特定的随机数发成器程序或调用相关函数。4.5节将详细介绍产生随机数的方法。 内部参数输入以程序内部定义的初始化变量作为输入，尽管程序看似没有从外部获得输入，但程序执行之前的初始化过程为程序赋予了执行所需的数据。 IPO程序编写方法 控制台输入将程序使用者输入的信息作为输入来源。当程序与用户间存在交互时，程序需要有明确的用户提示，辅助用户正确输入数据。从程序语法上来说，这种提示不是必须的，但良好的提示设计有助于提高用户体验。 交互界面输入通过提供一个图形交互界面从用户处获得输入来源。此时，鼠标移动或点击操作、文本框内的键盘操作等都为程序提供事件和数据输入。 IPO程序编写方法 输出数据 输出（Output）是程序展示运算成果的方式。程序的输出方式包括：控制台输出、图形输出、文件输出、网络输出、操作系统内部变量输出等。 IPO程序编写方法 控制台输出以计算机屏幕为输出目标，通过程序运行环境中的命令行打印输出结果。这里“控制台”可以理解为启动程序的环境，例如，Windows中的命令行工具、IDLE工具等。 图形输出在计算机中启动独立的图形输出窗口，根据指令绘制运算结果。 IPO程序编写方法 文件输出以生成新的文件或修改已有文件方式输出运行结果，这是程序常用的输出方式。7.1节将具体介绍文件的使用。 网络输出以访问网络接口方式输出数据。第12章将介绍自动向搜索引擎提交关键词查询的实例。 操作系统内部变量输出指程序将运行结果输出到系统内部变量中，这类变量包括管道、线程、信号量等。 IPO程序编写方法 处理数据 处理（Process）是程序对输入数据进行计算产生输出结果的过程。计算问题的处理方法统称为“算法”，它是程序最重要的组成部分。可以说，算法是一个程序的灵魂。 IPO程序编写方法 ——是否存在没有输入输出的程序呢？ ——存在，例如，无限循环，代码如下。 while(True): a = 1 IPO程序编写方法 这个无限循环程序包含两行语句 其中，while()根据括号内部值的真假决定是否进入循环，当括号内值为真时，进入第2行语句执行，否则跳过。由于括号内值被设定为True（即“真”），代码将一直执行下去。 无限循环程序尽管没有输入也没有输出，它也有价值。通过不间断执行，该程序快速消耗CPU的计算资源，可以用来辅助测试CPU或系统性能。 IPO程序编写方法 IPO不仅是程序设计的基本方法，也是描述计算问题的方式。以微实例1.1圆面积的计算为例，其IPO描述如下： 输入：圆半径raduis 处理：计算圆面积area = π * radius * radius 输出：圆面积area 微实例1.1圆面积的计算 可以看到，问题的IPO描述实际上是对一个计算问题输入、输出和求解方式的自然语言描述，为了区别其他描述方式，本书中所有IPO描述都包括“输入”、“处理”和“输出”三个引导词。 IPO描述能够帮助初学程序设计的读者理解程序设计的开始过程，即了解程序的运算模式，进而建立设计程序的基本概念。 微