python如何用函数排序

Python中可以使用函数对列表进行排序、Python中可以使用内置的sorted()函数进行排序、sorted()函数可以接受一个自定义的排序函数、Python中可以使用list.sort()方法进行排序。其中，使用sorted()函数进行排序是最常用的一种方法。

一、使用sorted()函数进行排序

Python内置的sorted()函数是一个非常强大的工具。sorted()函数不仅可以对列表进行排序，还可以对任何可迭代对象进行排序。最基本的用法是直接传入一个列表，返回一个排序后的新列表。

numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
sorted_numbers = sorted(numbers)
print(sorted_numbers)  # 输出: [1, 2, 5, 5, 6, 9]

自定义排序函数

sorted()函数可以接受一个key参数，这个参数是一个函数，该函数用于从每个列表元素中提取一个用于比较的键。这意味着你可以对列表中的元素按照你定义的规则进行排序。

# 按照字符串长度排序
words = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
sorted_words = sorted(words, key=len)
print(sorted_words)  # 输出: ['date', 'apple', 'banana', 'cherry']

使用lambda函数

可以使用lambda函数来创建一个简单的排序函数。例如，假设你有一个包含字典的列表，并且你想要按照字典中某个键的值进行排序。

students = [
    {"name": "John", "age": 25},
    {"name": "Jane", "age": 22},
    {"name": "Dave", "age": 23}
]
sorted_students = sorted(students, key=lambda student: student["age"])
print(sorted_students)
输出: [{'name': 'Jane', 'age': 22}, {'name': 'Dave', 'age': 23}, {'name': 'John', 'age': 25}]

二、使用list.sort()方法进行排序

与sorted()函数不同，list.sort()方法会对列表进行原地排序，也就是说它不会返回一个新的列表，而是直接修改原始列表。list.sort()方法也接受一个key参数，用法与sorted()函数相同。

numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
numbers.sort()
print(numbers)  # 输出: [1, 2, 5, 5, 6, 9]

使用key参数

同样的，list.sort()方法也可以通过key参数来指定一个自定义的排序规则。

students = [
    {"name": "John", "age": 25},
    {"name": "Jane", "age": 22},
    {"name": "Dave", "age": 23}
]
students.sort(key=lambda student: student["age"])
print(students)
输出: [{'name': 'Jane', 'age': 22}, {'name': 'Dave', 'age': 23}, {'name': 'John', 'age': 25}]

三、降序排序

无论是使用sorted()函数还是list.sort()方法，都可以通过设置reverse参数为True来实现降序排序。

numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
sorted_numbers = sorted(numbers, reverse=True)
print(sorted_numbers)  # 输出: [9, 6, 5, 5, 2, 1]
students.sort(key=lambda student: student["age"], reverse=True)
print(students)
输出: [{'name': 'John', 'age': 25}, {'name': 'Dave', 'age': 23}, {'name': 'Jane', 'age': 22}]

四、复杂排序

有时候，我们可能需要根据多个条件进行排序。在这种情况下，可以将多个条件组合到key函数中。

students = [
    {"name": "John", "age": 25, "grade": 90},
    {"name": "Jane", "age": 22, "grade": 85},
    {"name": "Dave", "age": 23, "grade": 90},
    {"name": "Lucy", "age": 22, "grade": 92}
]
先按age排序，再按grade排序
sorted_students = sorted(students, key=lambda student: (student["age"], student["grade"]))
print(sorted_students)
输出: [{'name': 'Jane', 'age': 22, 'grade': 85}, {'name': 'Lucy', 'age': 22, 'grade': 92}, {'name': 'Dave', 'age': 23, 'grade': 90}, {'name': 'John', 'age': 25, 'grade': 90}]

五、稳定排序

Python的排序算法是稳定的，这意味着如果两个元素的排序键相同，它们在排序后的列表中的相对顺序将保持不变。这个特性在进行多级排序时非常有用。

students = [
    {"name": "John", "age": 25, "grade": 90},
    {"name": "Jane", "age": 22, "grade": 85},
    {"name": "Dave", "age": 23, "grade": 90},
    {"name": "Lucy", "age": 22, "grade": 92}
]
先按grade排序，再按age排序
sorted_students = sorted(students, key=lambda student: student["grade"])
sorted_students = sorted(sorted_students, key=lambda student: student["age"])
print(sorted_students)
输出: [{'name': 'Jane', 'age': 22, 'grade': 85}, {'name': 'Lucy', 'age': 22, 'grade': 92}, {'name': 'Dave', 'age': 23, 'grade': 90}, {'name': 'John', 'age': 25, 'grade': 90}]

六、更多排序示例

按对象属性排序

假设你有一个包含自定义对象的列表，并且你想要按照对象的某个属性进行排序。

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
students = [
    Student("John", 25),
    Student("Jane", 22),
    Student("Dave", 23)
]
sorted_students = sorted(students, key=lambda student: student.age)
for student in sorted_students:
    print(student.name, student.age)
输出:
Jane 22
Dave 23
John 25

按复数的模排序

如果你有一个复数的列表，并且你想要按照它们的模进行排序，可以使用内置的abs()函数作为key参数。

complex_numbers = [3 + 4j, 1 - 1j, 0, 1 + 1j]
sorted_complex_numbers = sorted(complex_numbers, key=abs)
print(sorted_complex_numbers)  # 输出: [0, (1-1j), (1+1j), (3+4j)]

七、排序性能

在选择排序方法时，性能也是一个重要的考量因素。Python的sorted()函数和list.sort()方法都使用了Timsort算法，这是一种混合稳定排序算法，具有O(n log n)的时间复杂度，非常高效。

大数据集排序

对于非常大的数据集，排序可能会变得非常耗时。此时，可以考虑使用生成器或者其他优化策略来提高性能。

import random
import time
data = [random.randint(0, 1000000) for _ in range(1000000)]
start_time = time.time()
sorted_data = sorted(data)
end_time = time.time()
print(f"排序耗时: {end_time - start_time} 秒")

八、总结

使用sorted()函数进行排序、使用list.sort()方法进行排序、使用key参数自定义排序规则、使用lambda函数简化自定义排序、实现降序排序、进行多级复杂排序、利用稳定排序特性、按对象属性排序、按复数模排序、考虑排序性能。这些都是Python中常见的排序方法和技巧。通过合理选择和组合这些方法，可以高效地解决各种排序问题。

Python的排序函数非常灵活和强大，可以满足各种复杂的排序需求。无论是简单的数值排序，还是复杂的对象排序，都可以通过自定义排序规则和稳定排序特性轻松实现。在实际应用中，根据具体需求选择合适的排序方法，可以有效提高代码的性能和可读性。