Python 简明教程

Python - Type Casting

Python Type Casting

从编程的角度来看，类型转换是指将一种类型的对象转换为另一种类型。在这里，我们将了解 Python 编程中的类型转换。

在 Python 中，有不同的数据类型，例如数字、序列、映射等。在某些情况下，你可能有某一类型的数据，但你想以另一种形式使用它。例如，用户输入了一个字符串，但你想将其作为数字使用。Python 的类型转换机制让你能够做到这一点。

Python Implicit Casting

当任何语言编译器/解释器自动将一种类型转换为另一种类型时，称为自动或 implicit casting 。Python 是一种强类型语言。它不允许在不相关的类型之间自动进行类型转换。例如，字符串不能转换为任何数字类型。然而，可以将整数转换为浮点数。其他语言（例如 JavaScript）是一种弱类型语言，其中整数被强制转换为字符串以进行连接。

请注意，每种数据类型的内存需求是不同的。例如，Python 中的 integer 对象占用 4 个字节的内存，而 float 对象由于其小数部分而需要 8 个字节。因此，Python 解释器不会自动将 float 转换为 int ，因为这将导致数据丢失。另一方面，可以很容易地将 int 转换为 float ，方法是将其小数部分设置为 0。

隐式 int 至 float 转换在 int 和 float 操作数上的任何算术运算发生时进行。

考虑我们有 int 和 float 变量

<<< a=10   # int object
<<< b=10.5 # float object

为了执行其加法，10 - 整数对象升级为 10.0。它是一个浮点数，但相当于其早期的数字值。现在，我们可以对两个浮点数执行加法。

<<< c=a+b
<<< print (c)
20.5

在隐式类型转换中，具有较小字节大小的 Python 对象将升级为与操作中另一个对象的较大字节大小匹配。例如，布尔对象首先升级为 int，然后升级为 float，然后再与浮点数对象相加。在以下示例中，我们尝试在浮点数中添加一个布尔对象，请注意 True 等于 1，而 False 等于 0。

a=True;
b=10.5;
c=a+b;

print (c);

这将产生以下结果：

11.5

Python Explicit Casting

虽然自动或隐式转换仅限于 int 至 float 转换，但您可以使用 Python 的内置函数 int()、float() 和 str() 来执行显式转换，例如字符串到整数。

Python int() Function

Python 的内置 int() 函数将整型字面量转换为整型对象，将浮点数转换为整型，将字符串转换为整型（如果字符串本身具有有效的整型字面量表示）。

将 int() 与 int 对象一起用作参数等同于直接声明 int 对象。

<<< a = int(10)
<<< a
10

等同于 −

<<< a = 10
<<< a
10
<<< type(a)
<class 'int>

如果 int() 函数的参数是浮点数对象或浮点数表达式，它会返回一个整型对象。例如，

<<< a = int(10.5) #converts a float object to int
<<< a
10
<<< a = int(2*3.14) #expression results float, is converted to int
<<< a
6
<<< type(a)
<class 'int'>

int() 函数也会返回整数 1，如果给定的参数是布尔对象。

<<< a=int(True)
<<< a
1
<<< type(a)
<class 'int'>

String to Integer

int() 函数从字符串对象返回整数，前提是字符串包含有效的整数表示。

<<< a = int("100")
<<< a
100
<<< type(a)
<class 'int'>
<<< a = ("10"+"01")
<<< a = int("10"+"01")
<<< a
1001
<<< type(a)
<class 'int'>

但是，如果字符串包含非整数表示形式，Python 将引发 ValueError。

<<< a = int("10.5")
Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '10.5'
<<< a = int("Hello World")
Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'Hello World'

int() 函数还会从二进制、八进制和十六进制字符串返回整数。为此，该函数需要一个基参数，它分别必须为 2、8 或 16。字符串应该具有有效的二进制/八进制/十六进制表示。

Binary String to Integer

该字符串应仅由 1 和 0 组成，且基数应为 2。

<<< a = int("110011", 2)
<<< a
51

二进制数 110011 的十进制等价数为 51。

Octal String to Integer

该字符串应仅包含 0 至 7 位数字，且基数应为 8。

<<< a = int("20", 8)
<<< a
16

八进制数 20 的十进制等价数为 16。

Hexa-Decimal String to Integer

该字符串应仅包含十六进制符号，即 0-9 和 A、B、C、D、E 或 F。基数应为 16。

<<< a = int("2A9", 16)
<<< a
681

十六进制 2A9 的十进制等价数是 681。您可以在 Windows、Ubuntu 或智能手机上的计算器应用中轻松验证这些转换。

以下是将数字、浮点数和字符串转换为整数数据类型的示例：

a = int(1)     # a will be 1
b = int(2.2)   # b will be 2
c = int("3")   # c will be 3

print (a)
print (b)
print (c)

这产生了以下结果 -

1
2
3

Python float() Function

float() 是 Python 中的内置函数。如果参数是浮点文字、整数或具有有效浮点表示的字符串，它将返回一个浮点对象。

将 float() 与 float 对象作为参数一起使用相当于直接声明一个 float 对象

<<< a = float(9.99)
<<< a
9.99
<<< type(a)
<class 'float'>

等同于 −

<<< a = 9.99
<<< a
9.99
<<< type(a)
<class 'float'>

如果 float() 函数的参数是整数，则返回值是小数部分设置为 0 的浮点数。

<<< a = float(100)
<<< a
100.0
<<< type(a)
<class 'float'>

float() 函数从字符串返回浮点对象，如果字符串包含有效的浮点数，否则会引发 ValueError。

<<< a = float("9.99")
<<< a
9.99
<<< type(a)
<class 'float'>
<<< a = float("1,234.50")
Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: could not convert string to float: '1,234.50'

这里导致 ValueError 的原因是字符串中存在逗号。

为了将字符串转换为浮点数，浮点数的科学计数法也会被视为有效计数法。

<<< a = float("1.00E4")
<<< a
10000.0
<<< type(a)
<class 'float'>
<<< a = float("1.00E-4")
<<< a
0.0001
<<< type(a)
<class 'float'>

以下是将数字、浮点数和字符串转换为浮点数据类型的示例：

a = float(1)     # a will be 1.0
b = float(2.2)   # b will be 2.2
c = float("3.3") # c will be 3.3

print (a)
print (b)
print (c)

这产生了以下结果 -

1.0
2.2
3.3

Python str() Function

我们看到了 Python 如何从对应的字符串表示中获取整数或浮点数。 str() 函数的工作原理相反。它用引号 (') 包围整数或浮点对象以返回一个 str 对象。 str() 函数返回任何 Python 对象的字符串表示。在本节中，我们将看到 Python 中 str() 函数的不同示例。

str() 函数有三个参数。第一个必需参数（或自变量）是我们要获取其字符串表示的对象。另两个运算符，编码和错误，是可选的。

我们将在 Python 控制台中执行 str() 函数，以轻松验证返回的对象是一个字符串，并有引号 (')。

Integer to string

您可以按以下方式将任何整数转换为字符串：

<<< a = str(10)
<<< a
'10'
<<< type(a)
<class 'str'>

Float to String

str() 函数将浮点数对象转化为带小数点的标准记法，即整数部分和小数部分用小数点分隔，以及带指数的科学记法，转化为字符串对象。

<<< a=str(11.10)
<<< a
'11.1'
<<< type(a)
<class 'str'>
<<< a = str(2/5)
<<< a
'0.4'
<<< type(a)
<class 'str'>

在第二个案例中，除法式被作为自变量提供给 str() 函数。请注意，表达式最先被求值，然后结果被转化为字符串。

以 E 或 e 以及正、负幂表示的科学记法中的浮点数可以用 str() 函数转化为字符串。

<<< a=str(10E4)
<<< a
'100000.0'
<<< type(a)
<class 'str'>
<<< a=str(1.23e-4)
<<< a
'0.000123'
<<< type(a)
<class 'str'>

当布尔常量被作为自变量输入时，它会被单引号 (') 括起来，因此 True 变成 'True'。列表和元组对象也可以作为自变量提供给 str() 函数。结果字符串是带单引号 (') 的列表/元组。

<<< a=str('True')
<<< a
'True'
<<< a=str([1,2,3])
<<< a
'[1, 2, 3]'
<<< a=str((1,2,3))
<<< a
'(1, 2, 3)'
<<< a=str({1:100, 2:200, 3:300})
<<< a
'{1: 100, 2: 200, 3: 300}'

以下是将数字、浮点数和字符串转换为字符串数据类型的示例：

a = str(1)     # a will be "1"
b = str(2.2)   # b will be "2.2"
c = str("3.3") # c will be "3.3"

print (a)
print (b)
print (c)

这产生了以下结果 -

1
2.2
3.3

Conversion of Sequence Types

列表、元组和字符串是 Python 中的序列类型。它们是按顺序排列或按索引排列的项目集合。

字符串和元组可以通过使用 list() 函数转化为列表对象。类似地， tuple() 函数将字符串或列表转化为元组。

我们将分别采用这三种顺序类型中的一个对象并研究它们的相互转换。

<<< a=[1,2,3,4,5]   # List Object
<<< b=(1,2,3,4,5)   # Tupple Object
<<< c="Hello"       # String Object

### list() separates each character in the string and builds the list
<<< obj=list(c)
<<< obj
['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

### The parentheses of tuple are replaced by square brackets
<<< obj=list(b)
<<< obj
[1, 2, 3, 4, 5]

### tuple() separates each character from string and builds a tuple of characters
<<< obj=tuple(c)
<<< obj
('H', 'e', 'l', 'l', 'o')

### square brackets of list are replaced by parentheses.
<<< obj=tuple(a)
<<< obj
(1, 2, 3, 4, 5)

### str() function puts the list and tuple inside the quote symbols.
<<< obj=str(a)
<<< obj
'[1, 2, 3, 4, 5]'

<<< obj=str(b)
<<< obj
'(1, 2, 3, 4, 5)'

因此，Python 的显式类型转换特性允许借助于其内置函数，将一种数据类型转化为另一种数据类型。

Data Type Conversion Functions

有几个内置函数可以执行从一种数据类型到另一种数据类型的转换。这些函数会返回一个表示转换值的新对象。

Sr.No.	Function & Description
1	Python int() function 将 x 转换为整数。如果 x 是字符串，base 指定基数。
2	Python long() function 将 x 转换为长整数。如果 x 是字符串，则 base 指定基数。
3	Python float() function 将 x 转换为浮点数。
4	Python complex() function 创建一个复数。
5	Python str() function 将对象 x 转换为字符串表示形式。
6	Python repr() function 将对象 x 转换为表达式字符串。
7	Python eval() function 求值字符串并返回对象。
8	Python tuple() function 将 s 转换为元组。
9	Python list() function 将 s 转换为列表。
10	Python set() function 将 s 转换为一个集合。
11	Python dict() function 创建一个字典。d 必须是一个由 (键，值) 元组组成的序列。
12	Python frozenset() function 将 s 转换为一个冻结集。
13	Python chr() function 将一个整数转换为一个字符。
14	Python unichr() function 将一个整数转换为一个 Unicode 字符。
15	Python ord() function 将一个单字符转换为它的整数值。
16	Python hex() function 将一个整数转换为一个十六进制字符串。
17	Python oct() function 将一个整数转换为一个八进制字符串。