史上最全關於sorted函式的10條總結

題圖：Google搜尋

sorted 用於對集合進行排序（這裡說的集合是對可迭代物件的一個統稱，他們可以是列表、字典、set、甚至是字串），它的功能非常強大，本文將深入淺出地介紹 sorted 的各種使用場景。

1、預設情況，sorted 函式將按列表升序進行排序，並返回一個新列表物件，原列表保持不變，最簡單的排序

>>> 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，只需指定引數 reverse=True 即可

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

3、如果要按照某個規則排序，則需指定引數 key， key 是一個函式物件，例如字串構成的列表，我想按照字串的長度來排序

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

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

len 是內建函式，sorted 函式在排序的時候會用len去獲取每個字串的長度來排序。 有些人可能使用匿名函式 key=lambda x: len(x) ，其實多此一舉。

4、如果是一個複合的列表結構，例如由元組構成的列表，要按照元組中的第二個元素排序，那麼可以用 lambda 定義一個匿名函式

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

這裡將按照字母 A-C-D 的順序排列。

5、如果要排序的元素是自定義類，例如Student類按照年齡來排序，則可以寫成

>>> 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、和資料庫的排序一樣，sorted 也可以根據多個欄位來排序，例如我有先要根據age排序，如果age相同的則根據grade排序，則可以使用元組：

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

7、前面碰到的排序場景都是建立在兩個元素是可以互相比較的前提下，例如數值按大小比較， 字母按順序比較，如果遇到本身是不可比較的，需要我們自己來定義比較規則的情況如何處理呢？

舉個簡單的例子：

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

一個整數列表中，可能有數字，字串，在Python3中，字串與數值是不能比較的，而Python2中任何型別都可以比較，這是兩個版本中一個很大的區別：

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

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

我們需要使用 functools 模組中的 cmp_to_key 來指定比較函式是什麼。

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、關於 sorted 函式，Python2和Python3之間的區別是Python2中的sorted 可以指定cmp關鍵字引數，就是當遇到需要自定義比較操作的資料可以通過 cmp=compare 來實現，不需要像Python3中還需要匯入functools.cmp_to_key實現。

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']

其實，在Python2中，上面這種情況你不指定cmp，預設也會按照這種方式排序，記住，Python2中，任何東西（不同型別之間）都可以比較，而Python3只有同型別資料可以比較。

9、 對於集合構成的列表，有一種更高效的方法指定這個key

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

10、同樣的，對於自定義類，也有一種更高效的方法指定key

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

如果參與排序的欄位有兩個怎麼辦，你可以這樣：

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

以上是關於 sorted 函式的全部。留給大家的作業：sorted 函式的實現原理是什麼？

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