Python 等待用户输入并超时退出

1. 引言

在编写 Python 程序时，有时候需要等待用户输入一段时间后才能继续执行下一步操作。然而，如果用户在规定时间内没有输入，我们可能希望程序能够自动退出或执行其他操作，以避免程序长时间阻塞。本文将介绍如何在 Python 中等待用户输入并在超时后退出的方法和技巧。

2. 使用 select 模块实现超时等待

在 Python 中，可以使用 select 模块来实现超时等待。select 模块是一个多路复用的 I/O 选择器，它可以监听多个文件对象是否有输入、输出或错误，并在给定时间内等待。下面是一个例子：

import sys
import select

def wait_for_input(timeout):
    # 创建包含标准输入的文件对象列表
    inputs = [sys.stdin]
    # 监听输入是否准备就绪
    readable, _, _ = select.select(inputs, [], [], timeout)
    if readable:
        # 有输入时进行处理
        user_input = sys.stdin.readline().strip()
        print("用户输入:", user_input)
    else:
        # 超时时进行处理
        print("等待超时")

# 等待用户输入，超时时间为 5 秒
wait_for_input(5)

运行上述代码，程序将等待用户输入，超时时间为 5 秒。如果用户在超时时间内输入了内容，程序将打印用户输入。如果超过了超时时间，程序将打印”等待超时”。

你可以根据实际需求，自行调整超时时间。

3. 使用 signal 模块实现超时等待

除了使用 select 模块外，还可以使用 signal 模块来实现超时等待。signal 模块用于处理与信号相关的操作，我们可以利用它来设置超时。

下面是一个使用 signal 模块实现超时等待的示例：

import signal

class TimeoutError(Exception):
    pass

def timeout_handler(signum, frame):
    # 超时后触发的函数
    raise TimeoutError()

def wait_for_input(timeout):
    signal.signal(signal.SIGALRM, timeout_handler)
    signal.alarm(timeout)
    try:
        user_input = input("请输入内容: ")
        signal.alarm(0)  # 取消已设置的闹钟信号
        print("用户输入:", user_input)
    except TimeoutError:
        print("等待超时")

# 等待用户输入，超时时间为 5 秒
wait_for_input(5)

上述代码中，我们定义了一个 TimeoutError 异常，用于在超时后触发。timeout_handler 函数用于响应超时信号，并抛出 TimeoutError 异常。主函数 wait_for_input 使用 signal 模块来设置闹钟信号，并在用户输入前等待一段时间。如果用户在超时时间内输入了内容，程序将打印用户输入。否则，程序将打印”等待超时”。

4. 使用 threading 模块实现超时等待

除了上述两种方法外，还可以使用 Python 的 threading 模块来实现超时等待。threading 模块可以让我们在一个线程中执行计算密集型任务，同时在另一个线程中等待用户输入。

下面是一个使用 threading 模块实现超时等待的示例：

import threading

def wait_for_input(timeout):
    user_input = None

    def input_thread():
        nonlocal user_input
        user_input = input("请输入内容: ")

    input_thread = threading.Thread(target=input_thread)
    input_thread.start()
    input_thread.join(timeout)

    if input_thread.is_alive():
        # 线程仍在运行，即超时
        print("等待超时")
        input_thread.join()
    else:
        # 用户已输入
        print("用户输入:", user_input)

# 等待用户输入，超时时间为 5 秒
wait_for_input(5)

上述代码中，我们创建了一个名为 input_thread 的线程，用于等待用户输入。主函数 wait_for_input 中的 input_thread.join(timeout) 会阻塞等待用户输入，超时时间为指定的秒数。如果在超时前用户输入了内容，主函数将打印用户输入。否则，主函数将打印”等待超时”。

5. 总结

以上介绍了三种在 Python 中等待用户输入并在超时后退出的方法。你可以根据具体需求选择其中的一种或多种方法来实现超时等待。select 模块适用于监听多个文件对象的输入是否准备就绪，signal 模块主要通过设置信号处理函数来实现，而 threading 模块则是通过线程来实现等待。