python - 数据类型转换

在 Python 中，数据类型转换 （Type Casting/Conversion）是指将一种数据类型（如整数、字符串等）转换为另一种数据类型。Python 支持隐式转换 （自动完成）和显式转换（手动调用函数）。以下是详细的分类和示例：

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一、隐式类型转换

Python 会自动完成某些类型的转换（例如数值间的运算）：

python
a = 10      # int
b = 3.5     # float
c = a + b   # 自动将 a 转为 float，结果为 13.5（float）
print(type(c))  # <class 'float'>

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二、显式类型转换

通过内置函数手动转换类型，常见场景如下：

1. 转换为整数 int()

python
# 字符串 → 整数
num_str = "123"
num_int = int(num_str)  # 123
print(type(num_int))   # <class 'int'>
 
# 浮点数 → 整数（截断小数部分）
float_num = 3.9
int_num = int(float_num)  # 3

2. 转换为浮点数 float()

python
# 字符串 → 浮点数
pi_str = "3.14"
pi_float = float(pi_str)  # 3.14
 
# 整数 → 浮点数
num = 5
float_num = float(num)    # 5.0

3. 转换为字符串 str()

python
# 任何类型 → 字符串
num = 42
str_num = str(num)        # "42"
 
boolean = True
str_bool = str(boolean)   # "True"

4. 转换为布尔值 bool()

• False 值 ：0、0.0、""（空字符串）、None、[]（空列表）、{}（空字典）等。
• True 值：其他非空或非零值。

python
print(bool(0))      # False
print(bool("Hi"))   # True
print(bool([]))     # False

5. 转换为列表 list()

python
# 字符串 → 字符列表
s = "hello"
list_s = list(s)  # ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
 
# 元组 → 列表
tuple_data = (1, 2, 3)
list_data = list(tuple_data)  # [1, 2, 3]

6. 转换为元组 tuple()

python
# 列表 → 元组
list_data = [1, 2, 3]
tuple_data = tuple(list_data)  # (1, 2, 3)

7. 转换为集合 set()

• 去重并转换为无序集合：

python
list_with_duplicates = [1, 2, 2, 3]
unique_set = set(list_with_duplicates)  # {1, 2, 3}

8. 转换为字典 dict()

• 需满足键值对结构（如嵌套列表或元组）：

python
pairs = [("a", 1), ("b", 2)]
dict_data = dict(pairs)  # {'a': 1, 'b': 2}

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三、特殊场景处理

1. 字符串与数字的转换

• 字符串转数字 ：必须为合法数字字符串，否则抛出 ValueError。

  python
  int("123")    # 成功 → 123
  int("12a")    # 报错: ValueError

• 数字转字符串：任何数字均可转换。

  str(3.14)     # "3.14"

2. 复杂类型转换

• 列表转字符串 ：需手动拼接（如 join()）。

  words = ["Hello", "World"]
  sentence = " ".join(words)  # "Hello World"

• JSON 字符串转字典 ：使用 json 模块。

  import json
  json_str = '{"name": "Alice", "age": 25}'
  dict_data = json.loads(json_str)  # {'name': 'Alice', 'age': 25}

3. 自定义对象转换

• 通过实现 __str__() 或 __int__() 等魔术方法控制转换行为：

  class Person:
      def __init__(self, name, age):
          self.name = name
          self.age = age
      
      def __str__(self):
          return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"
      
      def __int__(self):
          return self.age
   
  p = Person("Bob", 30)
  print(str(p))   # "Person(name=Bob, age=30)"
  print(int(p))   # 30

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四、常见错误与注意事项

1. 无效转换：

   int("hello")  # ValueError: invalid literal for int()

2. 精度丢失：

   int(3.9)      # 3（直接截断，不四舍五入）

3. 类型检查 ：转换前建议用 isinstance() 验证类型。

   if isinstance(input_str, str):
       num = int(input_str)

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五、总结

转换目标	常用函数	示例
整数	int()	int("42") → 42
浮点数	float()	float("3.14") → 3.14
字符串	str()	str(100) → "100"
布尔值	bool()	bool(1) → True
列表	list()	list("abc") → ['a','b','c']
元组	tuple()	tuple([1, 2]) → (1, 2)
集合	set()	set([1, 1, 2]) → {1, 2}
字典	dict()	dict([("a", 1)]) → {'a': 1}

关键点：

• 显式转换需确保数据格式合法（如字符串必须是数字格式才能转 int）。
• 隐式转换通常发生在数值运算中（如 int + float → float）。
• 复杂转换（如 JSON、自定义对象）需借助模块或魔术方法。