Python 中排序方法的十条用法总结

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sorted 用于对集合进行排序（这里说的集合是对可迭代对象的一个统称，他们可以是列表、字典、set、甚至是字符串），它的功能非常强大，本文将深入浅出地介绍 sorted 的各种使用场景。

1、默认情况，sorted 函数将按列表升序进行排序，并返回一个新列表对象，原列表保持不变，最简单的排序

>>> nums = [3,4,5,2,1]
>>> sorted(nums)
[1, 2, 3, 4, 5]

2、降序排序，如果要按照降序排列，只需指定参数 reverse=True 即可

>>> sorted(nums, reverse=True)
[5, 4, 3, 2, 1]

3、如果要按照某个规则排序，则需指定参数 key， key 是一个函数对象，例如字符串构成的列表，我想按照字符串的长度来排序

>>> chars = ['Andrew', 'This', 'a', 'from', 'is', 'string', 'test']

>>> sorted(chars, key=len)
['a', 'is', 'from', 'test', 'This', 'Andrew', 'string']

len 是内建函数，sorted 函数在排序的时候会用len去获取每个字符串的长度来排序。有些人可能使用匿名函数 key=lambda x: len(x) ，其实多此一举。

4、如果是一个复合的列表结构，例如由元组构成的列表，要按照元组中的第二个元素排序，那么可以用 lambda 定义一个匿名函数

>>> students = [('zhang', 'A'), ('li', 'D'), ('wang', 'C')]



    
>>> sorted(students, key=lambda x: x[1])
[('zhang', 'A'), ('wang', 'C'), ('li', 'D')]

这里将按照字母 A-C-D 的顺序排列。

5、如果要排序的元素是自定义类，例如Student类按照年龄来排序，则可以写成

>>> 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('lily', 'A', 12),
     Student('dave', 'B', 10), ]
>>> sorted(student_objects, key=lambda t:t.age)
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('lily', 'A', 12), ('john', 'A', 15)]

6、和数据库的排序一样，sorted 也可以根据多个字段来排序，例如我有先要根据age排序，如果age相同的则根据grade排序，则可以使用元组：

>>> sorted(student_objects, key=lambda t:(t.age, t.grade))
[('dave', 'B', 10), ('lily', 'A', 12), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]

7、前面碰到的排序场景都是建立在两个元素是可以互相比较的前提下，例如数值按大小比较，字母按顺序比较，如果遇到本身是不可比较的，需要我们自己来定义比较规则的情况如何处理呢？

举个简单的例子：

>>> nums = [2, 1.5, 2.5, '2', '2.5']
>>> sorted(nums)
TypeError: ' not supported between instances of 'str' and 'int'

一个整数列表中，可能有数字，字符串，在Python3中，字符串与数值是不能比较的，而Python2中任何类型都可以比较，这是两个版本中一个很大的区别：

# python2.7
>>> "2.5" > 2
True

# python3.6
>>> "2.5" > 2
TypeError: '>' not supported between instances of 'str' and 'int'

我们需要使用 functools 模块中的 cmp_to_key 来指定比较函数是什么。

import functools
def compare(x1, x2):
    if isinstance(x1, str):
        x1 = float(x1)
    if isinstance(x2, str):
        x2 = float(x2)

    return x1 - x2

>>>sorted(nums, key=functools.cmp_to_key(compare))
[1.5, 2, '2', 2.5, '2.5']

8、关于 sorted 函数，Python2和Python3之间的区别是Python2中的sorted 可以指定cmp关键字参数，就是当遇到需要自定义比较操作的数据可以通过 cmp=compare 来实现，不需要像Python3中还需要导入functools.cmp_to_key实现。

nums = [2, 1.5, 2.5, '2', '2.5']

def compare(x1, x2):
    if isinstance(x1, str):
        x1 = float(x1)
    if isinstance(x2, str):
        x2 = float(x2)
    return 1 if x1 - x2 > 0 else -1 if x1 - x2 < 0 else 0

>>> sorted(nums, cmp=compare)
[1.5, 2, '2', 2.5, '2.5']

其实，在Python2中，上面这种情况你不指定cmp，默认也会按照这种方式排序，记住，Python2中，任何东西（不同类型之间）都可以比较，而Python3只有同类型数据可以比较。

9、对于集合构成的列表，有一种更高效的方法指定这个key

>>> from operator import itemgetter
>>> sorted(students, key=itemgetter(1))
[('zhang', 'A'), ('wang', 'C'), ('li', 'D')]

10、同样的，对于自定义类，也有一种更高效的方法指定key

>>> from operator import attrgetter
>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('age'))
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]

如果参与排序的字段有两个怎么办，你可以这样：

>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('grade', 'age'))
[('john', 'A', 15), ('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12)]

以上是关于 sorted 函数的全部。留给大家的作业：sorted 函数的实现原理是什么？