【Python】int() float() str() データ型変換を３分でわかりやすく解説

本ページでは、Pythonにおけるデータ型変換の方法を３分で理解できるようわかりやすく解説します。

参考　Pythonはどんな言語？

Pythonエンジニアを目指す方であれば知らないと恥ずかしい超・基本知識の１つです。是非最後までご覧ください

Python：データ型変換とは？

データ型変換とは、その名の通り変数やオブジェクトのデータ型を別のデータ型に変換することです。

参考　データ型とは？

人によっては、単に「型変換」と呼んだり、「キャストする」と言ったりしますが、どれも意味は同じです。

データ型変換の必要性

そもそもなぜデータ型変換を行う必要があるのでしょうか。

演算の正確性

Pythonの演算子は、オペランドの型によって異なる動作をします。

例えば、文字列の加算（"5" + "7"）は結果として文字列の連結（"57"）を行いますが、整数の加算（5 + 7）は算術の加算（12）を行います。これらの間違った結果を避けるためには、適切なデータ型に変換する必要があります。

a = "5"
b = "7"
print(a + b)  # これは文字列の57を出力します

# 変換後
a = int(a)
b = int(b)
print(a + b)  # これは整数の12を出力します

参考　Pythonの変数の基本 / print関数の使い方

関数やメソッドの引数としての要件

Pythonの関数やメソッドは特定の型の引数を必要とすることがあります。

適切な型に変換せずにこれらの関数やメソッドを呼び出すと、エラーが発生します。したがって、データ型を適切に変換することで、これらの問題を防ぐことができます。

num_str = "123"
print(num_str.zfill(5))  # これは00123を出力します

# 変換後
num_str = int(num_str)
# これはエラーを引き起こします: 'int' object has no attribute 'zfill'
# print(num_str.zfill(5))

参考　メソッドとは？（クラスの基本）

データの表現形式の変換

データを異なる形式で表現する必要がある場合に、データ型の変換が必要となります。

例えば、ユーザからの入力を整数として受け取り、それを文字列としてファイルに書き込む場合などです。

user_input = input("数値を入力してください: ")  # ユーザーが5を入力したとします

with open("output.txt", "w") as f:
    # user_inputは文字列なのでエラーは発生しません
    f.write(user_input)

input()関数はユーザーからの入力を文字列として返すため、そのままwrite()メソッドでファイルに書き込むことができます。しかし、input()関数の結果を整数として扱う場合には、それを再び文字列に変換する必要があります。

参考　関数とは？

データの処理効率

異なるデータ型は異なる効率性を持つことがあります。

例えば、リストとセットではメンバーシップテスト（要素が含まれているかどうかのチェック）の効率性が異なります。リストではこれはO(n)の操作であるのに対し、セットではこれはO(1)の操作です。したがって、特定の操作を効率的に行うためには、適切なデータ型に変換することが有用な場合があります。

import time

n = 10**6  # 大きな数値
lst = list(range(n))
s = set(lst)

start = time.time()
print(n in lst)  # リストでは線形探索
print("リストの探索時間:", time.time() - start)

start = time.time()
print(n in s)  # セットでは定数時間の探索
print("セットの探索時間:", time.time() - start)

この例では、リストとセットのメンバーシップテストの効率性の違いを示しています。リストでは要素の存在確認は線形時間がかかりますが、セットでは一定時間で完了します。

参考　Pythonのデータ構造（リスト/セット）

データ型変換を行う主な組み込み関数

データ型変換の基本・必要性を学習してきました。ここからは、実際にデータ型の変換を行う組み込み関数の利用方法をサンプルコード付きでご説明します。

Python：int関数

文字列または数値を整数に変換します。

s = "123"
i = int(s)  # 文字列から整数への変換
print(i)  # これは123を出力します

f = 123.456
i = int(f)  # 浮動小数点数から整数への変換
print(i)  # これは123を出力します。小数部は切り捨てられます。

Python：str関数

任意のオブジェクトを文字列に変換します。

i = 123
s = str(i)  # 整数から文字列への変換
print(s)  # これは"123"を出力します

f = 123.456
s = str(f)  # 浮動小数点数から文字列への変換
print(s)  # これは"123.456"を出力します

Python：float関数

文字列または数値を浮動小数点数に変換します。

s = "123.456"
f = float(s)  # 文字列から浮動小数点数への変換
print(f)  # これは123.456を出力します

i = 123
f = float(i)  # 整数から浮動小数点数への変換
print(f)  # これは123.0を出力します

Python：bool()関数

任意のオブジェクトをブール値に変換します。

i = 0
b = bool(i)  # 整数からブール値への変換。0はFalse、0以外はTrueになります。
print(b)  # これはFalseを出力します

s = "Hello"
b = bool(s)  # 文字列からブール値への変換。空文字列はFalse、それ以外はTrueになります。
print(b)  # これはTrueを出力します

# 数値の例
print(bool(0))  # これはFalseを出力します
print(bool(1))  # これはTrueを出力します
print(bool(-1))  # これはTrueを出力します

# 文字列の例
print(bool(""))  # これはFalseを出力します
print(bool("Hello"))  # これはTrueを出力します

# リスト、タプル、セット、辞書の例
print(bool([]))  # これはFalseを出力します
print(bool([1, 2, 3]))  # これはTrueを出力します
print(bool(()))  # これはFalseを出力します
print(bool((1, 2, 3)))  # これはTrueを出力します
print(bool({}))  # これはFalseを出力します
print(bool({1: "one", 2: "two"}))  # これはTrueを出力します

# Noneの例
print(bool(None))  # これはFalseを出力します

Python：list()関数

任意のデータ構造（リスト、タプル、セット、辞書、文字列など）をリストに変換します。

t = (1, 2, 3)
l = list(t)  # タプルからリストへの変換
print(l)  # これは[1, 2, 3]を出力します

s = "Hello"
l = list(s)  # 文字列からリストへの変換。各文字がリストの要素になります。
print(l)  # これは['H', 'e', 'l', 'l', 'o']を出力します

Python：tuple()関数

任意のデータ構造をタプルに変換します。

l = [1, 2, 3]
t = tuple(l)  # リストからタプルへの変換
print(t)  # これは(1, 2, 3)を出力します

s = "Hello"
t = tuple(s)  # 文字列からタプルへの変換。各文字がタプルの要素になります。
print(t)  # これは('H', 'e', 'l', 'l', 'o')を出力します

Python：set()関数

任意のデータ構造をセットに変換します。

l = [1, 2, 2, 3, 3, 3]
s = set(l)  # リストからセットへの変換。重複した要素は取り除かれます。
print(s)  # これは{1, 2, 3}を出力します

s = "Hello"
s = set(s)  # 文字列からセットへの変換。各文字がセットの要素になります。
print(s)  # これは{'H', 'e', 'l', 'o'}を出力します。重複した'l'は取り除かれます。

Python：dict()関数

2要素のシーケンス（例えば、2要素のリストやタプル）を要素に持つデータ構造を辞書に変換します。各シーケンスの最初の要素がキー、2番目の要素が値となります。

l = [('one', 1), ('two', 2), ('three', 3)]
d = dict(l)  # リストから辞書への変換
print(d)  # これは{'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}を出力します

t = (('one', 1), ('two', 2), ('three', 3))
d = dict(t)  # タプルから辞書への変換
print(d)  # これは{'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}を出力します

以上がPythonの主要なコレクション型への変換関数の使用方法です。これらの関数を使用して、必要に応じてデータ型を容易に変換することができます。

データ型判定：type関数

Pythonの type() 関数は、引数として与えられたオブジェクトの型を返します。

この関数はデバッグや、変数の型が何であるかを確認する際に特に役立ちます。また、特定の型を期待する関数やメソッドがある場合、その引数が適切な型であることを検証するためにも使われます。

x = 10
print(type(x))  
# <class 'int'>を出力


y = "Hello, world!"
print(type(y)) 
# <class 'str'>を出力


z = [1, 2, 3, 4, 5]
print(type(z)) 
# <class 'list'>を出力


a = {"one": 1, "two": 2, "three": 3}
print(type(a))  
# <class 'dict'>を出力

上記のコードでは、type() 関数はそれぞれ整数、文字列、リスト、辞書の型を返しています。

発展編　type関数とisinstance関数

Python：データ型変換のまとめ

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