【Python入門】キャスト（型変換）の完全ガイド｜数値・文字列・リストの変換を徹底解説

1. はじめに

• Pythonにおけるキャスト（型変換）の基本概念
• 明示的な型変換と暗黙的な型変換の違い
• 型変換の具体的な方法と注意点
• よくあるエラーとその回避方法

2. キャスト（型変換）とは？【Pythonの基本】

2.1 キャスト（型変換）の定義

• ユーザーの入力（通常は文字列）を数値に変換し、計算を行いたい場合
• 数値のリストを文字列に変換し、フォーマットを整えたい場合
• Pythonの内部処理で、異なる型のデータを適切に扱うため

2.2 明示的な型変換（Explicit Type Conversion）

例：明示的な型変換

# 整数を文字列に変換
num = 10
str_num = str(num)
print(str_num)  # "10"
print(type(str_num))  # <class 'str'>

# 文字列を浮動小数点数に変換
float_num = float("3.14")
print(float_num)  # 3.14
print(type(float_num))  # <class 'float'>

2.3 暗黙的な型変換（Implicit Type Conversion）

例：暗黙的な型変換

num_int = 10  # 整数型
num_float = 2.5  # 浮動小数点数

# 整数 + 浮動小数点数 → 浮動小数点数に変換
result = num_int + num_float
print(result)  # 12.5
print(type(result))  # <class 'float'>

2.4 キャストを使うメリットと注意点

✅ キャストのメリット

• ユーザー入力などのデータを適切に処理できる
• 異なるデータ型間の計算や操作が可能になる
• 明示的なキャストを行うことで、プログラムの動作を予測しやすくなる

⚠️ キャストの注意点

• 不適切な型変換はエラーを引き起こす 例：int("abc") は変換できず ValueError が発生する
• 暗黙的な型変換に頼りすぎるとバグの原因になる 例：整数と文字列を直接結合すると TypeError が発生する
• データ型の変換にはコストがかかる 大量のデータを変換する場合は、パフォーマンスにも影響する

次のセクションへ

3. Pythonのデータ型と変換

3.1 Pythonの主要なデータ型

3.2 各データ型の変換

3.2.1 数値型（int, float）への変換

num_str = "100"
num_int = int(num_str)  # 文字列 "100" を整数 100 に変換
num_float = float(num_int)  # 整数 100 を浮動小数点数 100.0 に変換

print(num_int, type(num_int))  # 100 <class 'int'>
print(num_float, type(num_float))  # 100.0 <class 'float'>

3.2.2 文字列（str）への変換

num = 42
str_num = str(num)  # 整数 42 を文字列 "42" に変換
print(str_num, type(str_num))  # "42" <class 'str'>

3.2.3 リスト（list）・タプル（tuple）・セット（set）への変換

tuple_data = (1, 2, 3)
list_data = list(tuple_data)  # タプルをリストに変換
print(list_data, type(list_data))  # [1, 2, 3] <class 'list'>

list_data = [4, 5, 6]
tuple_data = tuple(list_data)  # リストをタプルに変換
print(tuple_data, type(tuple_data))  # (4, 5, 6) <class 'tuple'>

3.2.4 辞書（dict）への変換

list_of_pairs = [[1, 'apple'], [2, 'banana']]
dict_data = dict(list_of_pairs)  # リストを辞書に変換
print(dict_data, type(dict_data))  # {1: 'apple', 2: 'banana'} <class 'dict'>

3.3 データ型変換のまとめ

4. 明示的な型変換（キャスト）の方法【コード例付き】

4.1 整数（int）への変換

# 文字列を整数に変換
num1 = int("10")
print(num1, type(num1))  # 10 <class 'int'>

# 浮動小数点数を整数に変換（小数部分を切り捨て）
num2 = int(3.99)
print(num2)  # 3

# 真偽値を整数に変換
num3 = int(True)
num4 = int(False)
print(num3, num4)  # 1 0

4.2 浮動小数点数（float）への変換

# 文字列を浮動小数点数に変換
num1 = float("10.5")
print(num1, type(num1))  # 10.5 <class 'float'>

# 整数を浮動小数点数に変換
num2 = float(10)
print(num2)  # 10.0

4.3 文字列（str）への変換

# 数値を文字列に変換
num1 = str(100)
num2 = str(3.14)
print(num1, type(num1))  # "100" <class 'str'>
print(num2, type(num2))  # "3.14" <class 'str'>

4.4 リスト（list）への変換

# タプルをリストに変換
tuple_data = (1, 2, 3)
list_data = list(tuple_data)
print(list_data, type(list_data))  # [1, 2, 3] <class 'list'>

# 文字列をリストに変換
str_data = "hello"
list_chars = list(str_data)
print(list_chars)  # ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

4.5 タプル（tuple）への変換

# リストをタプルに変換
list_data = [1, 2, 3]
tuple_data = tuple(list_data)
print(tuple_data, type(tuple_data))  # (1, 2, 3) <class 'tuple'>

4.6 セット（set）への変換

# リストをセットに変換（重複を削除）
list_data = [1, 2, 2, 3, 3, 3]
set_data = set(list_data)
print(set_data, type(set_data))  # {1, 2, 3} <class 'set'>

4.7 辞書（dict）への変換

# リストのリストを辞書に変換
list_of_pairs = [[1, 'apple'], [2, 'banana']]
dict_data = dict(list_of_pairs)
print(dict_data)  # {1: 'apple', 2: 'banana'}

4.8 まとめ

5. 暗黙的な型変換（Pythonの自動変換）

5.1 Pythonが自動的に行う型変換とは？

例：整数（int）と浮動小数点数（float）の演算

num_int = 10   # 整数
num_float = 2.5  # 浮動小数点数

result = num_int + num_float  # Pythonが暗黙的にintをfloatに変換
print(result, type(result))  # 12.5 <class 'float'>

5.2 どんな場面で暗黙的変換が起こるか？

ケース1：整数（int）→ 浮動小数点数（float）

a = 5
b = 2.0
result = a / b  # Pythonが int を float に変換
print(result, type(result))  # 2.5 <class 'float'>

ケース2：整数（int）→ 複素数（complex）

a = 10   # int
b = 2 + 3j  # complex（虚数）
result = a + b
print(result, type(result))  # (12+3j) <class 'complex'>

ケース3：ブール値（bool）→ 数値（int, float）

print(True + 2)   # 3  (Trueは1として扱われる)
print(False + 3.5)  # 3.5 (Falseは0として扱われる)

5.3 暗黙的型変換の注意点と回避策

⚠️ 注意点 1：文字列（str）と数値（int, float）の混在

num = 10
text = "円"

# これはエラーになる
# print(num + text)  # TypeError

# 正しい方法
print(str(num) + text)  # "10円"

⚠️ 注意点 2：リストや辞書の暗黙的変換は行われない

num_list = [1, 2, 3]

# これはエラーになる
# print(num_list + 10)  # TypeError

# 正しい方法
num_list.append(10)
print(num_list)  # [1, 2, 3, 10]

5.4 暗黙的型変換のメリットとデメリット

• 開発者が型変換を意識しなくても、スムーズに演算できる。
• int → float や int → complex など、データの精度を損なわない変換 が可能。
• bool が int に変換されることで、True + 1 == 2 のような直感的な計算ができる。

• 意図しない型変換がバグの原因になる（例：int が float になると、小数点の扱いで誤差が生じる可能性がある）。
• リストや辞書などのデータ型は暗黙的に変換されないため、適切な処理が必要。

5.5 まとめ

6. Pythonのキャストで発生しやすいエラーと対策

6.1 キャスト時に発生する主なエラー

6.2 ValueError: 無効な値の変換

# 文字列 "abc" は整数に変換できない
num = int("abc")  # ValueError

user_input = "abc"

if user_input.isdigit():
    num = int(user_input)
    print(num)
else:
    print("数値に変換できません")

6.3 TypeError: 不適切な型同士の操作

num = 10
text = "円"
print(num + text)  # TypeError

print(str(num) + text)  # "10円"

6.4 KeyError: 存在しないキーを辞書から取得

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}
print(my_dict["gender"])  # KeyError

print(my_dict.get("gender", "情報なし"))  # "情報なし"

6.5 AttributeError: 存在しないメソッドや属性を使用

num = 10
num.append(5)  # AttributeError

if hasattr(num, "append"):
    num.append(5)
else:
    print("このオブジェクトには append() メソッドがありません")

6.6 ZeroDivisionError: ゼロ除算エラー

result = 10 / 0  # ZeroDivisionError

num = 10
denominator = 0

if denominator != 0:
    result = num / denominator
    print(result)
else:
    print("ゼロ除算はできません")

6.7 IndexError: リストの範囲外アクセス

my_list = [1, 2, 3]
print(my_list[5])  # IndexError

if 0 <= index < len(my_list):
    print(my_list[index])
else:
    print("指定したインデックスは範囲外です")

6.8 TypeError: 関数の引数の型が間違っている

def add_numbers(a: int, b: int):
    return a + b

print(add_numbers(10, "20"))  # TypeError

def add_numbers(a, b):
    if isinstance(a, (int, float)) and isinstance(b, (int, float)):
        return a + b
    else:
        return "数値を入力してください"

print(add_numbers(10, "20"))  # "数値を入力してください"

6.9 まとめ

7. 【実践】Pythonのキャスト活用法｜コード例付き

7.1 ユーザー入力を数値に変換して計算する

age = input("あなたの年齢を入力してください: ")  # ユーザーの入力は str 型
if age.isdigit():  # 数値かどうかをチェック
    age = int(age)  # 整数に変換
    print(f"あなたは10年後に {age + 10} 歳になります。")
else:
    print("数値を入力してください。")

7.2 リストの数値を文字列に変換して結合

numbers = [10, 20, 30, 40]
str_numbers = [str(num) for num in numbers]  # 各要素を文字列に変換
result = ", ".join(str_numbers)
print(result)  # "10, 20, 30, 40"

7.3 CSVデータを処理するときのキャスト

csv_data = [
    ["Alice", "25", "170.5"],
    ["Bob", "30", "180.2"],
]

for row in csv_data:
    name = row[0]
    age = int(row[1])  # 年齢を整数に変換
    height = float(row[2])  # 身長を浮動小数点数に変換
    print(f"{name} は {age} 歳で、身長は {height} cm です。")

7.4 JSONデータのキャスト

import json

json_str = '{"name": "Alice", "age": "25", "height": "170.5"}'
data = json.loads(json_str)

data["age"] = int(data["age"])
data["height"] = float(data["height"])

print(data)  # {'name': 'Alice', 'age': 25, 'height': 170.5}

7.5 辞書のキーを数値として扱う

data = {"1": "apple", "2": "banana", "3": "cherry"}

new_data = {int(k): v for k, v in data.items()}
print(new_data)  # {1: 'apple', 2: 'banana', 3: 'cherry'}

7.6 計算結果を整数に丸める

num = 3.75

# 四捨五入
rounded_num = round(num)
print(rounded_num)  # 4

# 切り捨て
truncated_num = int(num)
print(truncated_num)  # 3

7.7 ブール値を数値として扱う

print(int(True))  # 1
print(int(False))  # 0

7.8 まとめ

8. Pythonのキャストに関するよくある疑問と解決策【FAQ】

8.1 キャストと型変換は同じ意味ですか？

8.2 すべてのデータ型間でキャストは可能ですか？

✔ キャスト可能な例

print(int("10"))  # 10
print(float("3.14"))  # 3.14
print(str(100))  # "100"
print(list("abc"))  # ['a', 'b', 'c']

❌ キャスト不可能な例（エラーになる）

print(int("abc"))  # ValueError
print(float("hello"))  # ValueError
print(int([1, 2, 3]))  # TypeError

8.3 暗黙的な型変換は避けるべきですか？

num_int = 10
num_float = 2.5
result = num_int + num_float  # int + float → float に変換
print(result, type(result))  # 12.5 <class 'float'>

8.4 型変換をミスするとどんなエラーが出る？

value = "abc"

if value.isdigit():
    num = int(value)
else:
    print("数値に変換できません")

8.5 isinstance() とキャストの違いは？

num = 10
print(isinstance(num, int))  # True
print(isinstance(num, float))  # False

8.6 ユーザー入力を安全にキャストする方法は？

while True:
    user_input = input("整数を入力してください: ")

    try:
        num = int(user_input)
        break
    except ValueError:
        print("無効な入力です。整数を入力してください。")

print(f"入力された数値: {num}")

8.7 まとめ

9. まとめ｜今すぐ試せるコード例

9.1 Pythonのキャストの重要性

9.2 Pythonのキャスト（型変換）の基本

9.3 Pythonの暗黙的型変換

# 整数 + 浮動小数点数 → 浮動小数点数に変換
result = 10 + 2.5
print(result, type(result))  # 12.5 <class 'float'>

# 真偽値を整数として扱う
print(True + 1)  # 2
print(False + 5)  # 5

9.4 キャスト時に発生しやすいエラーと対策

user_input = "100a"

try:
    num = int(user_input)  # 数値に変換
    print(f"変換成功: {num}")
except ValueError:
    print("無効な入力です。数値を入力してください。")

9.5 実践コード：Pythonのキャストを活用する

while True:
    user_input = input("年齢を入力してください（整数のみ）: ")

    if user_input.isdigit():  # 入力が数値かチェック
        age = int(user_input)
        print(f"10年後の年齢は {age + 10} 歳です。")
        break
    else:
        print("無効な入力です。整数を入力してください。")

9.6 キャストのベストプラクティス

9.7 まとめと今後の学習ポイント