本文主要是介绍Python中的sort()和sorted()用法示例解析,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
《Python中的sort()和sorted()用法示例解析》本文给大家介绍Python中list.sort()和sorted()的使用区别,详细介绍其参数功能及Timsort排序算法特性,涵盖自适应...
一、list.sort()
sort()是列表(list)的内置方法,直接对原列表进行排序(原地排序),不返回新列表。
参数说明
key(可选):指定一个函数(内置或自定义),用于从每个元素中提取比较键(如 key=str.lower)。
reverse(可选):布尔值,True 表示降序,False 表示升序(默认)。
常用内置函数
abs(x):按绝对值排序(适用于数字)。
len(x):按长度排序(适用于字符串、列表等)。
str.lower(x) 或 str.upper(x):忽略大小写排序(适用于字符串)。
int(x) 或 float(x):转换为数值后排序(适用于字符串数字)。
ord(x):按字符的 ASCII 码排序(适用于单个字符)。
基本用法示例
numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2] # 升序排序(默认) numbers.sort() print(numbers) # [1, 1, 2, 3, 4, 5, 9] # 降序排序 numbers.sort(reverse=True) print(numbers) # [9, 5, 4, 3, 2, 1, 1] # 按绝对值排序 numbers = [-3, 1, -4, 2] numbers.sort(key=abs) print(numbers) # [1, 2, -3, -4]
自定义函数示例
# 返回元组的第 2 个元素 def get_second_element(item): return item[1] data = [("Alice", 25), ("Bob", 20), ("Jack", 30)] data.sort(key=get_second_element) # 按年龄排序 print(data) # [('Bob', 20), ('Alice', 25), ('Jack', 30)]
lambda表达式示例
lambda是一种匿名函数,适用于简单的key逻辑
# 按字符串的最后一个字符排序 words = ["apple", "banana", "cherry"] words.sort(key=lambda x: x[-1]) print(words) # ['banana', 'apple',编程 'cherry']
operator模块的函数示例
operator 模块提供了一些高效的 key 函数:
operator.itemgetter(n):获取可迭代对象的第 n 个元素(适用于元组、字典等)。
operator.attrgetter(‘attr’):获取对象的属性(适用于类实例)。
from operator import itemgetter data = [("Alice", 25), ("Bob", 20), ("Jack", 30)] # 按年龄排序(等同于 lambda x: x[1]) data.sort(key=itemgetter(1)) print(data) # [('Bob', 20), ('Alice', 25), ('Jack', 30)]
二、sorted()函数
sorted()是python内置函数,对所有可迭代对象(如列表、元组、字典等)进行排序,返回一个新列表,原对象不变。
参数说明
iterable:要排序的可迭代对象(如列表、元组、字符串等)。
key(可选):同 sort(),指定比较键。
reverse(可选):同 sort(),控制排序顺序。
基本用法示例
# 对列表排序 numbers = [3, 1, 4, 1, 5] sorted_numbers = sorted(numbers) print(sorted_numbers) # [1, 1, 3, 4, 5] #CKRUeRcv 对字符串排序(按字符的 ASCII 码) word = "python" sorted_word = sorted(word) print(sorted_word) # ['h', 'n', 'o', 'p', 't', 'y'] # 对元组排序 data = (("Alice", 25), ("Bob", 20), ("Jack", 30)) sorted_data = sorted(data, key=lambda x: x[1]) # 按年龄排序 print(sorted_data) # [('Bob', 20), ('Alice', 25), ('Jack', 30)]
按自定义规则排序示例
words = ["banana", "watermelon", "apple"] # 按单词长度排序 sorted_words = sorted(words, key=len) print(sorted_words) # ['apple', 'banana', 'watermelon']
多级排序示例
people = [("Alice", 25), ("Bob", 20), ("Charlie", 25)] # 先按年龄升序,再按姓名降序 sorted_people = sorted(people, key=lambda x: (x[1], -ord(x[0][0]))) print(sorted_people) # [('Bob', 20), ('Charlie', 25), ('Alice', 25)]
对字典的键或值排序
scores = {"Alice": 90, "Charlie": 75, "Bob": 85} # 按键排序 sorted_by_name = sorted(scores.items()) print(sorted_by_name) # [('Alice', 90), ('Bob', 85), ('Charlie', 75)] # 按值排序 sorted_by_score = sorted(scores.items(), key=lambda x: x[1]) print(sorChina编程ted_by_score) # [('Charlie', 75), ('Bob', 85), ('Alice', 90)]
三、sort和sorted的排序算法
list.sort()和sorted()函数使用的排序算法是Timsort,这是一种混合、稳定的排序算法,结合了归并排序(Merge Sort) 和 插入排序(Insertion Sort)的优点,并且效率极高。
Timsort 的核心原理
自适应排序:
Timsort 根据输入数据的特点自适应地选择排序策略:
- 对小规模数据(通常是 <=64个元素),直接使用插入排序(因为在小数据量上插入排序的常数因子更小,速度更快);
- 对大规模数据,采用归并排序的分治思想,但会利用数据的现有顺序(如部分已排序的子序列)。
利用数据的自然有序性:
Timsort 会扫描数据,识别并分割已经有序的片段(称为 run),然后通过归并排序将这些 run 合并。如果数据本身有部分有序,Timsort 的效率会显著高于传统归并排序。
稳定性:
Timsort是稳定排序,即相等元素的相对顺序在排序后保持不变。这对多关键字排序(如先按年龄排序,再按姓名排序)非常有用。
时间复杂度:
最坏情况:O(nlogn)(与归并排序相同)。
最佳情况:O(n)(当输入数据已有序或接近有序时,利用插入排序优化)。
平均情况:O(nlogn)。
Timsort 的好处
实际数据友好:现实中的数据通常部分有序(如日志按时间接近有序),Timsort 能高效利用这一点。
平衡性能:对于不同规模和数据分布,Timsort 在平均和最www.chinasem.cn坏情况下均表www.chinasem.cn现良好(平均和最坏时间复杂度均为 O(n log n))。
Timsort广泛应用
Java
Arrays.sort() 和 Collections.sort()
javascript (V8 引擎)
V8 引擎(Chrome、Node.js)
Swift
标准库的 sort() 方法
Rust
slice::sort 和 slice::sort_by
Kotlin
sort() 和 sorted() 函数
C#(部分场景)
Enumerable.OrderBy LINQ 方法
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