python sort、sorted高級排序技巧分享(key的使用)
Python list內(nèi)置sort()方法用來排序，也可以用python內(nèi)置的全局sorted()方法來對可迭代的序列排序生成新的序列。
1）排序基礎(chǔ)
簡單的升序排序是非常容易的。只需要調(diào)用sorted()方法。它返回一個新的list，新的list的元素基于小于運算符(lt)來排序。
代碼如下：
>>> sorted([5, 2, 3, 1, 4]) [1, 2, 3, 4, 5]
你也可以使用list.sort()方法來排序，此時list本身將被修改。通常此方法不如sorted()方便，但是如果你不需要保留原來的list，此方法將更有效。
代碼如下：
>>> a = [5, 2, 3, 1, 4] >>> a.sort() >>> a [1, 2, 3, 4, 5]
另一個不同就是list.sort()方法僅被定義在list中，相反地sorted()方法對所有的可迭代序列都有效。
代碼如下:
>>> sorted({1: 'D', 2: 'B', 3: 'B', 4: 'E', 5: 'A'})
[1, 2, 3, 4, 5]2）key參數(shù)/函數(shù)
從python2.4開始，list.sort()和sorted()函數(shù)增加了key參數(shù)來指定一個函數(shù)，此函數(shù)將在每個元素比較前被調(diào)用。
例如通過key指定的函數(shù)來忽略字符串的大小寫：
代碼如下:
>>> sorted("This is a test string from Andrew".split(), key=str.lower)
['a', 'Andrew', 'from', 'is', 'string', 'test', 'This']key參數(shù)的值為一個函數(shù)，此函數(shù)只有一個參數(shù)且返回一個值用來進(jìn)行比較。這個技術(shù)是快速的因為key指定的函數(shù)將準(zhǔn)確地對每個元素調(diào)用。
更廣泛的使用情況是用復(fù)雜對象的某些值來對復(fù)雜對象的序列排序，例如：
代碼如下:
>>> student_tuples = [
? ? ? ? ('john', 'A', 15),
? ? ? ? ('jane', 'B', 12),
? ? ? ? ('dave', 'B', 10),
]
>>> sorted(student_tuples, key=lambda student: student[2]) ? # sort by age
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]同樣的技術(shù)對擁有命名屬性的復(fù)雜對象也適用，例如：
代碼如下:
>>> class Student:
? ? ? ? def __init__(self, name, grade, age):
? ? ? ? ? ? ? ? self.name = name
? ? ? ? ? ? ? ? self.grade = grade
? ? ? ? ? ? ? ? self.age = age
? ? ? ? def __repr__(self):
? ? ? ? ? ? ? ? return repr((self.name, self.grade, self.age))
>>> student_objects = [
? ? ? ? Student('john', 'A', 15),
? ? ? ? Student('jane', 'B', 12),
? ? ? ? Student('dave', 'B', 10),
]
>>> sorted(student_objects, key=lambda student: student.age) ? # sort by age
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]3）Operator 模塊函數(shù)
上面的key參數(shù)的使用非常廣泛，因此python提供了一些方便的函數(shù)來使得訪問方法更加容易和快速。
operator模塊有itemgetter，attrgetter，從2.6開始還增加了methodcaller方法。
使用這些方法，上面的操作將變得更加簡潔和快速：
代碼如下:
>>> from operator import itemgetter, attrgetter
>>> sorted(student_tuples, key=itemgetter(2))
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]
>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('age'))
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]
operator模塊還允許多級的排序，例如，先以grade，然后再以age來排序：
代碼如下:
```python
>>> sorted(student_tuples, key=itemgetter(1,2))
[('john', 'A', 15), ('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12)]
>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('grade', 'age'))
[('john', 'A', 15), ('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12)]4）升序和降序
list.sort()和sorted()都接受一個參數(shù)reverse（True or False）來表示升序或降序排序。例如對上面的student降序排序如下：
代碼如下:
>>> sorted(student_tuples, key=itemgetter(2), reverse=True)
[('john', 'A', 15), ('jane', 'B', 12), ('dave', 'B', 10)]
>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('age'), reverse=True)
[('john', 'A', 15), ('jane', 'B', 12), ('dave', 'B', 10)]5）排序的穩(wěn)定性和復(fù)雜排序
從python2.2開始，排序被保證為穩(wěn)定的。意思是說多個元素如果有相同的key，則排序前后他們的先后順序不變。
代碼如下:
>>> data = [('red', 1), ('blue', 1), ('red', 2), ('blue', 2)]
>>> sorted(data, key=itemgetter(0))
[('blue', 1), ('blue', 2), ('red', 1), ('red', 2)]注意在排序后’blue’的順序被保持了，即’blue’, 1在’blue’, 2的前面。
更復(fù)雜地你可以構(gòu)建多個步驟來進(jìn)行更復(fù)雜的排序，例如對student數(shù)據(jù)先以grade降序排列，然后再以age升序排列。
代碼如下:
>>> s = sorted(student_objects, key=attrgetter('age')) ? ? # sort on secondary key
>>> sorted(s, key=attrgetter('grade'), reverse=True) ? ? ? # now sort on primary key, descending
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]6）最老土的排序方法-DSU
我們稱其為DSU（Decorate-Sort-Undecorate）,原因為排序的過程需要下列三步：
- 第一：對原始的list進(jìn)行裝飾，使得新list的值可以用來控制排序；
- 第二：對裝飾后的list排序；
- 第三：將裝飾刪除，將排序后的裝飾list重新構(gòu)建為原來類型的list；
例如，使用DSU方法來對student數(shù)據(jù)根據(jù)grade排序：
>>> decorated = [(student.grade, i, student) for i, student in enumerate(student_objects)]
>>> decorated.sort()
>>> [student for grade, i, student in decorated] ? ? ? ? ? ? ? # undecorate
[('john', 'A', 15), ('jane', 'B', 12), ('dave', 'B', 10)]上面的比較能夠工作，原因是tuples是可以用來比較，tuples間的比較首先比較tuples的第一個元素，如果第一個相同再比較第二個元素，以此類推。
并不是所有的情況下都需要在以上的tuples中包含索引，但是包含索引可以有以下好處：
- 第一：排序是穩(wěn)定的，如果兩個元素有相同的key，則他們的原始先后順序保持不變；
- 第二：原始的元素不必用來做比較，因為tuples的第一和第二元素用來比較已經(jīng)是足夠了。
此方法被RandalL.在perl中廣泛推廣后，他的另一個名字為也被稱為Schwartzian transform。
對大的list或list的元素計算起來太過復(fù)雜的情況下，在python2.4前，DSU很可能是最快的排序方法。但是在2.4之后，上面解釋的key函數(shù)提供了類似的功能。
7）其他語言普遍使用的排序方法-cmp函數(shù)
在python2.4前，sorted()和list.sort()函數(shù)沒有提供key參數(shù)，但是提供了cmp參數(shù)來讓用戶指定比較函數(shù)。此方法在其他語言中也普遍存在。
在python3.0中，cmp參數(shù)被徹底的移除了，從而簡化和統(tǒng)一語言，減少了高級比較和__cmp__方法的沖突。
在python2.x中cmp參數(shù)指定的函數(shù)用來進(jìn)行元素間的比較。此函數(shù)需要2個參數(shù)，然后返回負(fù)數(shù)表示小于，0表示等于，正數(shù)表示大于。
例如：
代碼如下:
>>> def numeric_compare(x, y): ? ? ? ? return x - y >>> sorted([5, 2, 4, 1, 3], cmp=numeric_compare) [1, 2, 3, 4, 5]
或者你可以反序排序：
代碼如下:
>>> def reverse_numeric(x, y): ? ? ? ? return y - x >>> sorted([5, 2, 4, 1, 3], cmp=reverse_numeric) [5, 4, 3, 2, 1]
當(dāng)我們將現(xiàn)有的2.x的代碼移植到3.x時，需要將cmp函數(shù)轉(zhuǎn)化為key函數(shù)，以下的wrapper很有幫助：
代碼如下:
def cmp_to_key(mycmp): ? ? 'Convert a cmp= function into a key= function' ? ? class K(object): ? ? ? ? def __init__(self, obj, *args): ? ? ? ? ? ? self.obj = obj ? ? ? ? def __lt__(self, other): ? ? ? ? ? ? return mycmp(self.obj, other.obj) < 0 ? ? ? ? def __gt__(self, other): ? ? ? ? ? ? return mycmp(self.obj, other.obj) > 0 ? ? ? ? def __eq__(self, other): ? ? ? ? ? ? return mycmp(self.obj, other.obj) == 0 ? ? ? ? def __le__(self, other): ? ? ? ? ? ? return mycmp(self.obj, other.obj) <= 0 ? ? ? ? def __ge__(self, other): ? ? ? ? ? ? return mycmp(self.obj, other.obj) >= 0 ? ? ? ? def __ne__(self, other): ? ? ? ? ? ? return mycmp(self.obj, other.obj) != 0 ? ? return K
當(dāng)需要將cmp轉(zhuǎn)化為key時，只需要：
代碼如下:
>>> sorted([5, 2, 4, 1, 3], key=cmp_to_key(reverse_numeric)) [5, 4, 3, 2, 1]
從python2.7，cmp_to_key()函數(shù)被增加到了functools模塊中。
8）其他注意事項
對需要進(jìn)行區(qū)域相關(guān)的排序時，可以使用locale.strxfrm()作為key函數(shù)，或者使用local.strcoll()作為cmp函數(shù)。
reverse參數(shù)任然保持了排序的穩(wěn)定性，有趣的時，同樣的效果可以使用reversed()函數(shù)兩次來實現(xiàn)：
代碼如下:
>>> data = [('red', 1), ('blue', 1), ('red', 2), ('blue', 2)]
>>> assert sorted(data, reverse=True) == list(reversed(sorted(reversed(data))))其實排序在內(nèi)部是調(diào)用元素的__cmp__來進(jìn)行的，所以我們可以為元素類型增加__cmp__方法使得元素可比較，例如：
代碼如下:
>>> Student.__lt__ = lambda self, other: self.age < other.age
>>> sorted(student_objects)
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]key函數(shù)不僅可以訪問需要排序元素的內(nèi)部數(shù)據(jù)，還可以訪問外部的資源，例如，如果學(xué)生的成績是存儲在dictionary中的，則可以使用此dictionary來對學(xué)生名字的list排序，如下：
代碼如下:
>>> students = ['dave', 'john', 'jane']
>>> newgrades = {'john': 'F', 'jane':'A', 'dave': 'C'}
>>> sorted(students, key=newgrades.__getitem__)
['jane', 'dave', 'john']當(dāng)你需要在處理數(shù)據(jù)的同時進(jìn)行排序的話，sort(),sorted()或bisect.insort()不是最好的方法。在這種情況下，可以使用heap，red-black tree或treap。
總結(jié)
以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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