【Python基礎】リスト内の全要素を型変換する方法:for関数とリスト内包表記とnumpyでの処理時間計測

  • URLをコピーしました!
目次

リスト内全要素の型変換

前回、データフレーム間でのデータを1行や1列コピーする方法を勉強してみました。

今回はPythonのリスト内の要素の型を全て変換する方法を勉強していきます。

例えばデータベースからデータを取得した際、数値なのに全てstr型になっていたりして計算できないなんてことが多々あります。

そんなときに必要な操作になってきますので、覚えておくと便利かなと思います。

まずは今回使うデータの確認です。

こんな感じで1から5のint型の値をもつリストを作成してみました。

test1 = [1, 2, 3, 4, 5]

print(test1, type(test1))

for val in test1:
    print(val, type(val))

実行結果
[1, 2, 3, 4, 5] <class 'list'>
1 <class 'int'>
2 <class 'int'>
3 <class 'int'>
4 <class 'int'>
5 <class 'int'>

「type(値やオブジェクト)」は値やオブジェクト(リスト等)の型を調べる関数です。

リストを入れると「<class ‘list’>」とlist型であることが、要素を一つずつ取得して入れると「<class ‘int’>」とint型になっているのが確認できました。

それでは始めていきましょう。

よくやる間違い

まずはよくやる間違いからです(私だけ?)。

型を変換するのに、例えばint型をstr型に変換する時は「str(int型の値)」とします。

これをそのままリストにも使えるんじゃないかとこんな感じのプログラムを書いてしまうことがあります。

test1 = [1, 2, 3, 4, 5]

test1_str = str(test1)

print(test1_str, type(test1_str))

for val in test1_str:
    print(val, type(val))

実行結果
[1, 2, 3, 4, 5] <class 'str'>
[ <class 'str'>
1 <class 'str'>
, <class 'str'>
  <class 'str'>
2 <class 'str'>
, <class 'str'>
  <class 'str'>
3 <class 'str'>
, <class 'str'>
  <class 'str'>
4 <class 'str'>
, <class 'str'>
  <class 'str'>
5 <class 'str'>
] <class 'str'>

これだとご覧の通りlist型の出力がそのままstr型に変換されてしまいます。

for関数を使って一つずつ変換

リスト内の要素の型変換の基本は一つずつ取得し、変換し、再度リストに入れるということです。

繰り返しの処理になりますので、最初に思いつくのはfor関数でしょう。

for関数を使って、変換するとこんな感じのプログラムになります。

test1 = [1, 2, 3, 4, 5]

test1_str = []
for val in test1:
    test1_str.append(str(val))

print(test1_str, type(test1_str))

for val in test1_str:
    print(val, type(val))

実行結果
['1', '2', '3', '4', '5'] <class 'list'>
1 <class 'str'>
2 <class 'str'>
3 <class 'str'>
4 <class 'str'>
5 <class 'str'>

リスト内包表記を使って一つずつ変換

単純なfor関数が使えるならば、リスト内包表記を使っても書き表すことができます。

その場合はこんな感じです。

test1 = [1, 2, 3, 4, 5]

test1_str = [str(val) for val in test1]

print(test1_str, type(test1_str))

for val in test1_str:
    print(val, type(val))

実行結果
['1', '2', '3', '4', '5'] <class 'list'>
1 <class 'str'>
2 <class 'str'>
3 <class 'str'>
4 <class 'str'>
5 <class 'str'>

numpyを使って一括変換

最後にあまり目にしたことないですが、numpyを使うと一括変換できたので紹介します。

numpyだとlist型をnp.array型に変換する際に型を指定することができます(「np.array(リスト, dtype=’変換後の型’)」)。

また「np.array(リスト)」でnp.array型にした後で「.astype(‘変換後の型’)」で一括で型を変換するということができます。

そしてさらにリスト型に戻す「.tolist()」を使うことで、リスト内の全要素の型を変換するということができます。

ということでまずは「np.array(リスト, dtype=’変換後の型’)」を使う方法から紹介します。

import numpy as np

test1 = [1, 2, 3, 4, 5]

test1_str = np.array(test1, dtype='str').tolist()

print(test1_str, type(test1_str))

for val in test1_str:
    print(val, type(val))

実行結果
['1', '2', '3', '4', '5'] <class 'list'>
1 <class 'str'>
2 <class 'str'>
3 <class 'str'>
4 <class 'str'>
5 <class 'str'>

次に「np.array(リスト)」でnp.array型にした後で「.astype(‘変換後の型’)」を使う方法です。

import numpy as np

test1 = [1, 2, 3, 4, 5]

test1_str = np.array(test1).astype('int').tolist()

print(test1_str, type(test1_str))

for val in test1_str:
    print(val, type(val))

実行結果
[1, 2, 3, 4, 5] <class 'list'>
1 <class 'int'>
2 <class 'int'>
3 <class 'int'>
4 <class 'int'>
5 <class 'int'>

処理時間が短いのはどれ?

ここまでやってふと疑問に思ったのが、どれが一番処理時間が短いのだろうかということ。

データベースを使い始めると大量のデータを処理することから、一つ一つの処理は短いに越したことはありません。

ということでどれが一番処理が速いのか計測してみました。

Jupyter notebookの場合、セルに「%%timeit」というマジックコマンドを追加すると、自動で複数回処理し、処理時間の平均値を表示してくれます。

for関数を使う方法

%%timeit

test2 = range(10000000)

test2_str = []
for val in test2:
    test2_str.append(str(val))

実行結果
2.96 s ± 354 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)

リスト内包表記を使う方法

%%timeit

test2 = range(10000000)

test2_str = [str(val) for val in test2]

実行結果
2.92 s ± 703 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)

np.array(リスト, dtype=’変換後の型’).tolist()を使う方法

%%timeit

test2 = range(10000000)

test2_str = np.array(test2, dtype='str').tolist()

実行結果
6.46 s ± 729 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)

np.array(リスト).astype(‘変換後の型’).tolist()を使う方法

%%timeit

test2 = range(10000000)

test2_str = np.array(test2).astype('int').tolist()

実行結果
1.65 s ± 102 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)

思ったよりも大きな違いがなかったですが、強いて言えば「np.array(リスト).astype(‘変換後の型’).tolist()」を使うのが早そうです。

リスト内包表記は速いというイメージがあったのですが、思ったほどでもなくちょっとびっくりしています。

ということで次回、今回紹介した4種類の方法でもう少し処理速度の比較を行ってみましょう。

ではでは今回はこんな感じで。

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!

コメント

コメントする

目次