如何编写可持续接收用户输入并对所有输入内容进行求值的程序

• 第一步：搭建持续输入监听逻辑：通过无限循环接收用户输入，预设退出关键词，用户输入对应内容即可终止程序。
• 第二步：输入合法性校验：直接调用系统自带的求值函数存在代码注入风险，需先设置合法字符白名单，只允许数字、四则运算符、括号这类运算相关的字符输入，过滤敏感内容。
• 第三步：运算与异常捕获：对校验通过的表达式执行求值操作，同步捕获运算过程中可能出现的语法错误、除零错误等异常，给用户返回明确的报错提示，避免程序直接崩溃。
• 第四步：结果回显：输出运算结果后回到输入监听状态，等待下一次用户输入。

# 合法字符白名单，仅支持四则运算和括号
ALLOWED_CHARS = set('0123456789+-*/(). ')

def calculate_expression(expr):
    # 先校验输入是否包含非法字符
    for char in expr:
        if char not in ALLOWED_CHARS:
            raise ValueError("输入包含非法字符，仅支持数字、+-*/运算符和括号")
    # 禁用eval内置函数上下文，降低注入风险
    return eval(expr, {"__builtins__": None}, {})

if __name__ == "__main__":
    print("四则运算计算器已启动，输入exit/quit/q即可退出")
    while True:
        user_input = input(">>> ").strip()
        # 触发退出逻辑
        if user_input.lower() in ['exit', 'quit', 'q']:
            print("程序已退出")
            break
        # 空输入直接跳过
        if not user_input:
            continue
        # 运算和异常处理
        try:
            result = calculate_expression(user_input)
            print(f"运算结果：{result}")
        except ZeroDivisionError:
            print("错误：除数不能为0")
        except SyntaxError:
            print("错误：表达式语法不正确")
        except ValueError as e:
            print(f"错误：{e}")
        except Exception as e:
            print(f"运算失败：{str(e)}")

• 上述实现通过白名单校验+禁用eval内置函数的方式降低了代码注入风险，如果是生产环境使用，建议替换eval为专门的表达式解析库（如asteval），安全性更高。
• 覆盖了常规的运算异常场景，用户输入不合法时不会导致程序崩溃。
• 支持加减乘除四则运算、括号调整运算优先级，符合常规数学运算规则。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yuzuki Yuki