在 Python 中將字串轉換為布林值

來自檔案、設定、環境變數或使用者輸入的文字，會把布林值寫成 "true" 和 "false" 這樣的字串，而把這些文字轉換回真正的 True 或 False，取決於你所處的情形。有時你只需要真值性（truthiness）——即是否存在任何文字。有時文字來自一組可以預先列出的固定標記。有時文字是帶有自身嚴格寫法的 JSON 字面值。選錯轉換方法是經典的 bug 來源，因為最順手的工具 bool() 從不讀取文字：bool("False") 返回 True。

本教學按這個順序介紹各種轉換方法：用於真值性的 bool()、用於已知標記的明確規則、用推導式或 map() 把同樣的規則應用於列表、帶有確切可用範圍和返回值界定的舊有 strtobool()、用於 JSON 文字的 json.loads()，以及最後關於 eval() 的警告。

使用 bool() 將字串轉換為布林值

bool() 函式將 Python 的真值性規則應用於字串。每個非空字串都是 True，空字串是 False。字串的內容不起任何作用：

print(bool("False"))
print(bool("True"))
print(bool(""))
print(bool("hello"))

輸出：

True
True
False
True

只有當問題是「是否存在」時才使用 bool()——例如某個可選設定是否已提供。一旦文字本身承載含義，如上面的 "False"，bool() 就會悄悄給出錯誤答案，此時你需要改用明確規則。

使用明確規則轉換已知的文字值

當你知道輸入可能包含哪些標記時，就把文字與恰好這些標記進行比較。先統一大小寫並去除兩端空白，對任何無法識別的內容拋出錯誤而不是猜測，這樣設定檔案中的拼寫錯誤會立即暴露，而不是悄悄變成 False：

def parse_bool(value):
    text = value.strip().lower()
    if text in ("true", "yes", "on", "1"):
        return True
    if text in ("false", "no", "off", "0"):
        return False
    raise ValueError(f"unrecognized boolean string: {value!r}")


print(parse_bool("True"))
print(parse_bool(" off "))
print(parse_bool("YES"))

輸出：

True
False
True

超出接受集合的輸入會拋出錯誤，呼叫方可以捕獲並報告它：

try:
    parse_bool("maybe")
except ValueError as error:
    print(error)

輸出：

unrecognized boolean string: 'maybe'

按你的資料來源調整這兩個標記集合：CSV 匯出可能只有 "true" 和 "false"，而命令列旗標還可能允許 "on" 和 "off"。集合是明確的，這正是這種方法比 bool() 更安全的原因。

使用列表推導轉換字串列表

比較本身已經產生布林值，因此列表推導可以對每個元素應用比較來轉換整個列表。這是本教學原始版本範例的直接延續，使用相同的資料：

words = ["False", "True", "False", "False", "True"]
flags = [word == "True" for word in words]
print(flags)

輸出：

[False, True, False, False, True]

當列表可能包含多種標記寫法時，重用上一節的明確轉換函式，而不是單一比較：

flags = [parse_bool(word) for word in ["true", "False", "yes", "off"]]
print(flags)

輸出：

[True, False, True, False]

使用 parse_bool 時，無法識別的元素會拋出 ValueError 並指出錯誤的值，而不是悄悄以 False 落入結果。

使用 map() 作為列表轉換的替代方案

map() 將函式應用於可迭代物件的每個元素，因此當你傳入一個單參數函式時，它執行相同的轉換。使用 lambda 時，它與推導式互為鏡像：

words = ["False", "True", "False", "False", "True"]
flags = list(map(lambda word: word == "True", words))
print(flags)

輸出：

[False, True, False, False, True]

結果與列表推導完全相同。當轉換像這裡一樣內聯書寫時，優先使用推導式；當轉換函式已經作為命名函式存在時，map() 更易讀，例如 list(map(parse_bool, words))，它無需 lambda 即可把明確規則應用於每個元素。

將 strtobool() 作為舊有或依賴特定的選項處理

舊程式碼經常使用標準庫 distutils.util 模組中的 strtobool()。它的界定是精確的，在依賴它之前很重要。該函式在 Python 3.11 及之前屬於標準庫；distutils 在 Python 3.10 中根據 PEP 632 被棄用，並在 Python 3.12 中被移除，因此在目前的直譯器上，除非 setuptools 提供它自己的副本（見下文），否則匯入會失敗。Python 3.11 文件精確地定義了其行為：輸入會被轉為小寫，真值為 'y'、'yes'、't'、'true'、'on' 和 '1'，假值為 'n'、'no'、'f'、'false'、'off' 和 '0'，任何其他值都會拋出 ValueError。標準庫版本返回整數 1 和 0，而不是布林值，因此當你需要真正的布林值時，用 bool() 包裹結果：

from distutils.util import strtobool

print(strtobool("Yes"))
print(bool(strtobool("Yes")))
print(strtobool("off"))

輸出：

1
True
0

該函式還以 vendored 副本的形式存留在 setuptools 中，許多專案已經依賴它。它接受相同的值並拋出相同的 ValueError（例如 invalid truth value 'abc'），但目前的 setuptools 版本直接返回 True 和 False——已使用 setuptools 84.2.1 驗證：

from setuptools._distutils.util import strtobool

print(strtobool("Yes"))

輸出：

True

由於返回類型、甚至模組的來源在標準庫副本、setuptools 副本，以及 setuptools 在其存在時安裝的 distutils 墊片之間各不相同，應將 strtobool() 視為舊有或依賴特定的選項：在有界的執行時上維護已經使用它的程式碼時可以接受，但對於新程式碼，上面的明確規則函式沒有任何依賴，並且在每個 Python 版本上行為一致。

使用 json.loads() 解析 JSON 布林字面值

當字串來自 JSON 資料時，讓 JSON 解析器來轉換它。JSON 只用小寫書寫它的布林字面值，而 json.loads() 會為它們返回真正的布林值：

import json

print(json.loads("true"))
print(json.loads("false"))

輸出：

True
False

Python 風格的大寫寫法不是有效的 JSON，因此對 "True" 的相同呼叫會失敗而不是轉換：

import json

json.loads("True")

輸出：

json.decoder.JSONDecodeError: Expecting value: line 1 column 1 (char 0)

請注意，json.loads() 解析任何 JSON 值，而不僅僅是布林值；如果輸入不可信，在將其用作布林值之前，檢查結果是否確實是布林值。

為什麼 eval() 對字串轉換不安全

eval() 看起來能轉換字串，因為它將字串作為 Python 運算式求值，而 True 和 False 是有效的運算式：

print(eval("False"))

輸出：

False

這正是問題所在：eval() 不是轉換字串，而是執行它。像 "__import__('os').getcwd()" 這樣的值不會被拒絕——它會以你的程式的權限被執行，而惡意值可以執行任何程式碼。切勿將來自檔案、網路或使用者的文字傳遞給 eval()。如果你的字串保證是 Python 字面值 "True" 和 "False"，ast.literal_eval() 會在不執行任何內容的情況下解析它們，並拒絕運算式：

import ast

print(ast.literal_eval("True"))
print(ast.literal_eval("False"))
try:
    ast.literal_eval("__import__('os').getcwd()")
except ValueError:
    print("ValueError")

輸出：

True
False
ValueError

在實踐中，對標記文字使用明確規則，對 JSON 文字使用 json.loads()，僅對保證是 Python 字面值的文字使用 ast.literal_eval()——並將 eval() 完全排除在轉換程式碼之外。