1. 簡介
在使用 Python 進行程式設計時，資料的型別轉換是一項非常重要的技巧。特別是將字串與數值之間互相轉換的能力，對於資料輸入、輸出與數值計算處理來說都是不可或缺的。例如，當使用者在表單中輸入字串時，需要將其轉換為數值進行計算，或是將計算結果轉換為字串以便顯示，這些情況經常會出現。
然而，如果混用不同型別的資料，就可能會導致錯誤，這對於 Python 初學者來說需要特別注意。本文將介紹如何在 Python 中進行「字串轉數值」、「數值轉字串」的轉換，並透過實用範例詳細說明錯誤處理與特殊情況的應對方式。希望能幫助你從基礎到進階，掌握 Python 編程中必要的型別轉換技巧。
在接下來的章節中，我們將更詳細地說明 Python 中基本的型別轉換方法。
2. Python 的基本型別轉換
在 Python 中，不同型別的資料通常無法直接進行操作，因此在不同型別之間進行資料轉換是必要的。理解如何將字串轉換為數值，或將數值轉換為字串，將有助於你撰寫更靈活、錯誤更少的程式碼。本章節將說明如何使用 Python 的 int() 和 float() 函數進行基本的型別轉換。
轉換為整數
當數值是以字串形式輸入時，若要在 Python 中進行數學運算，就必須先將該字串轉換為整數或浮點數。例如，要將字串 “42” 轉換為整數 42，可以使用以下方式：
str_number = "42"
int_number = int(str_number)
print(int_number) # 輸出: 42使用 int() 函數即可將字串成功轉換為整數，轉換成功後即可作為數值使用。需要注意的是，如果字串中包含小數點（如 "42.0"），則在轉換為整數時會發生錯誤。整數轉換僅適用於純整數值，若包含小數，則應使用 float() 函數。
轉換為浮點數
浮點數是一種可以保留小數部分的數值型別。在 Python 中，可以使用 float() 函數將字串轉換為浮點數。例如，要將字串 “3.14” 轉換為浮點數，可以使用以下程式碼：
str_float = "3.14"
float_number = float(str_float)
print(float_number) # 輸出: 3.14透過 float() 函數可以將字串成功轉換為浮點數。此外，float() 也支援科學記號的轉換，例如 "1.23e-4"。
str_exp = "1.23e-4"
float_exp = float(str_exp)
print(float_exp) # 輸出: 0.000123數值轉換為字串
在某些情況下，也會需要將數值轉換為字串，例如與其他字串結合並顯示時。此時可以使用 str() 函數。
num = 42
str_num = str(num)
print("數值轉換為字串的結果: " + str_num) # 輸出: 數值轉換為字串的結果: 42使用 str() 函數可將數值轉換為字串，使得包含數值的字串操作變得可能。
當你理解了這些基本的型別轉換之後，我們將進一步介紹進位轉換與全形數字的處理方式。
3. 應用範例：進位制與全形數字的轉換
在了解了 Python 的基本型別轉換後，接下來我們將說明一些進階的應用情境。本節將介紹如何處理二進位、十六進位等進位制的轉換方法，以及如何處理包含全形數字的字串。
二進位、八進位與十六進位的轉換
Python 的 int() 函數不僅能處理十進位字串，也能將二進位、八進位或十六進位的字串轉換為整數。你只需在 int() 函數中指定第二個參數來表示基數（進位）。例如，以下程式碼會將二進位與十六進位字串轉換為整數：
binary_str = "1010" # 二進位字串
octal_str = "12" # 八進位字串
hex_str = "a" # 十六進位字串
int_binary = int(binary_str, 2)
int_octal = int(octal_str, 8)
int_hex = int(hex_str, 16)
print(int_binary) # 輸出: 10
print(int_octal) # 輸出: 10
print(int_hex) # 輸出: 10如上所示，透過指定不同的進位參數，int() 函數即可正確地將不同進位制的字串轉換為整數。這對於需要處理多種進位資料的情況特別實用。
全形數字與特殊字元的處理
當使用者輸入的字串中包含全形數字或特殊字元時，直接使用 Python 進行轉換可能會產生錯誤。尤其是在輸入日文或中文數字時，全形字符常常導致解析失敗。因此，建議先使用 replace() 或 translate() 方法將全形字元轉換為半形。
以下範例示範如何先將全形數字轉換為半形，再進行數值轉換：
str_num_fullwidth = "１２３４５"
str_num_halfwidth = str_num_fullwidth.translate(str.maketrans('０１２３４５６７８９', '0123456789'))
print(int(str_num_halfwidth)) # 輸出: 12345這種方式可讓包含全形數字的字串順利轉換為整數。如果包含小數點的全形字元，也需要一併進行轉換，例如：
str_float_fullwidth = "１２３．４５６"
str_float_halfwidth = str_float_fullwidth.translate(str.maketrans('０１２３４５６７８９．', '0123456789.'))
print(float(str_float_halfwidth)) # 輸出: 123.456漢字數字的轉換
在 Python 中，使用 unicodedata 模組可以將部分漢字數字轉換為數值。透過 unicodedata.numeric() 函數，你可以將「一」、「百」這類文字轉換為浮點數。
import unicodedata
kanji_num = '五'
converted_num = unicodedata.numeric(kanji_num)
print(converted_num) # 輸出: 5.0不過，這種方法僅適用於單一漢字。對於像「十五」這種包含多個漢字的數字，就需要更複雜的處理，建議使用額外的函式庫或正規表達式進行擴充處理。
如你所見，Python 提供了多樣的方式來處理數值相關的字串。接下來，我們將說明如何判斷輸入是否可被正確轉換，並介紹錯誤處理的技巧。
4. 錯誤處理與輸入驗證
在資料處理過程中，使用者或外部來源提供的資料可能無法順利轉換為數值。因此，在轉換之前判斷資料是否符合格式，以及在轉換失敗時進行妥善的錯誤處理，是非常重要的。本節將介紹如何驗證輸入並處理轉換錯誤。
使用 isdigit() 與正規表達式進行數字判斷
若想判斷某個字串是否能轉換為數值，可以使用 Python 的 isdigit() 方法或正規表達式。isdigit() 會在字串完全由數字組成時回傳 True，但若包含小數點或負號則回傳 False，因此僅適用於整數的判斷。
def is_integer(input_str):
return input_str.isdigit()
# 使用範例
print(is_integer("123")) # 輸出: True
print(is_integer("3.14")) # 輸出: False
print(is_integer("-123")) # 輸出: False若需判斷浮點數或負數，建議使用正規表達式會更靈活。以下範例可以處理包含「+」、「-」、小數點的數字判斷：
import re
def is_numeric(input_str):
return bool(re.match(r'^[+-]?\d+(\.\d+)?$', input_str))
# 使用範例
print(is_numeric("123")) # 輸出: True
print(is_numeric("-123.45")) # 輸出: True
print(is_numeric("3.14.15")) # 輸出: False
print(is_numeric("abc")) # 輸出: False透過正規表達式，你可以更彈性地處理各種格式的數值判斷，對於處理複雜輸入特別有幫助。
錯誤處理：使用例外處理機制
在 Python 中，如果嘗試將無效的字串轉換為數值，會觸發 ValueError 錯誤。為了避免程式中斷，通常會使用 try-except 區塊來進行例外處理。
以下是範例：當無法將某個字串轉換為整數時，會顯示錯誤訊息，但不會讓程式終止。
def convert_to_int(input_str):
try:
return int(input_str)
except ValueError:
print(f"Error: '{input_str}' 無法轉換為整數。")
return None
# 使用範例
print(convert_to_int("123")) # 輸出: 123
print(convert_to_int("abc")) # 輸出: Error: 'abc' 無法轉換為整數。透過加入例外處理，即使遇到錯誤也能讓程式繼續執行，提升穩定性。同時也能給使用者清楚的回饋訊息，便於修正輸入錯誤。
當你的輸入驗證與錯誤處理機制完善時，程式的可靠性將大幅提升。下一節，我們將說明如何一次性轉換整個列表中的元素。
5. 批次轉換列表中的元素
在處理資料時，有時需要將由字串組成的列表元素一次性轉換為數值。例如，來自 CSV 檔案或外部來源的資料通常會以字串儲存。本節將介紹如何使用 Python 的列表生成式（List Comprehension）來進行批次轉換。
使用列表生成式進行批次轉換
在 Python 中，除了可以使用迴圈逐一處理列表元素外，也可以透過列表生成式，簡潔且高效地轉換資料。這種寫法會針對每個元素執行特定操作，並產生一個新的列表。
例如，將包含字串數字的列表轉換為整數列表，可以使用以下程式碼：
str_list = ["10", "20", "30", "40", "50"]
int_list = [int(i) for i in str_list]
print(int_list) # 輸出: [10, 20, 30, 40, 50]上述程式碼中的 [int(i) for i in str_list] 會對 str_list 中的每個元素使用 int() 轉換為整數，並建立新的 int_list。此方法讓你能用簡潔的語法處理大量資料，提升程式的可讀性與效能。
加入錯誤處理的批次轉換
當列表中包含無法轉換為數字的資料（如文字或特殊字元）時，轉換過程會發生錯誤。此時可以在轉換邏輯中加入條件或例外處理，以避免整個轉換中斷。以下範例示範如何只轉換可轉換的元素：
str_list = ["10", "20", "abc", "30", "40"]
int_list = []
for i in str_list:
try:
int_list.append(int(i))
except ValueError:
print(f"Warning: '{i}' 無法轉換為整數。")
print(int_list) # 輸出: [10, 20, 30, 40]此程式使用 try-except 區塊將每個元素轉換為整數，若發生錯誤則顯示警告並略過該元素。透過 append() 方法，僅將成功轉換的元素加入 int_list。這樣即使列表中有錯誤資料，也能持續處理並得到有效的轉換結果。
批次轉換是處理大量資料時非常實用的技巧。接下來，我們將總結整篇文章的重點，幫助你複習所學內容。
6. 總結
在本篇文章中，我們從基本到進階，說明了如何在 Python 中進行「字串轉數值」、「數值轉字串」的資料型別轉換。透過掌握這些轉換方法，你可以更靈活地處理各種資料，大幅提升程式設計的效率與穩定性。以下是各章節的重點整理：
內容回顧
- 簡介
- 說明了在數值運算與資料顯示中，進行字串與數值間的型別轉換有多麼重要。
- Python 的基本型別轉換
- 介紹了使用
int()、float()與str()進行基本的資料型別轉換。
- 應用範例：進位制與全形數字的轉換
- 說明如何處理二進位、八進位、十六進位的轉換，全形數字的半形化，以及使用
unicodedata.numeric()將漢字轉為數值。
- 錯誤處理與輸入驗證
- 介紹了如何使用
isdigit()與正則表達式判斷是否為數字，並透過try-except處理轉換錯誤。
- 批次轉換列表中的元素
- 學會使用列表生成式進行高效的批次轉換，以及加入錯誤處理以因應例外情況。
未來應用
型別轉換是 Python 中資料處理的基礎能力之一。實際開發中，正確運用這些轉換技巧與錯誤處理方式，不僅可以減少 Bug 發生，還能讓你的程式碼更穩定、更易維護。隨著你逐步掌握這些方法，也能進一步學習更進階的資料處理技巧，處理更複雜的應用情境。
希望透過本篇文章，你已經具備了使用 Python 進行資料型別轉換所需的知識與技能，並能將其應用於未來的專案與學習之中！