Python中sorted()函数之排序的利器详解

前言

在 Python 中，sorted() 函数是用于对可迭代对象进行排序的内置函数。本文将深入探讨 sorted() 函数的用法、工作原理以及常见应用场景，可以更好地理解和应用这个函数。

什么是 sorted() 函数？

sorted() 函数是 Python 中的一个内置函数，用于对可迭代对象进行排序。该函数返回一个新的列表，其中包含了按照指定排序规则排序后的原始数据。

sorted() 函数的基本语法如下：

sorted(iterable, *, key=None, reverse=False)

• iterable 是要排序的可迭代对象，例如列表、元组、集合等。

• key 是一个可选参数，用于指定排序时要应用的函数。

• reverse 是一个可选参数，用于指定排序顺序，True 表示降序，False 表示升序（默认为 False）。

sorted() 函数的基本用法

先来看一些 sorted() 函数的基本用法。

1. 对列表进行排序

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
sorted_numbers = sorted(numbers)
print(sorted_numbers)  # [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]

在这个示例中，对列表 numbers 进行排序，并将排序后的结果存储在新列表 sorted_numbers 中。

2. 对字符串进行排序

text = "python"
sorted_text = sorted(text)
print(sorted_text)  # ['h', 'n', 'o', 'p', 't', 'y']

在这个示例中，对字符串 text 进行排序，按照字母顺序将字符分割成单个字符，并将排序后的结果存储在新列表 sorted_text 中。

3. 对集合进行排序

fruits = {"apple", "banana", "orange", "pineapple", "grape"}
sorted_fruits = sorted(fruits)
print(sorted_fruits)  # ['apple', 'banana', 'grape', 'orange', 'pineapple']

在这个示例中，对集合 fruits 进行排序，按照字母顺序将集合元素排序，并将排序后的结果存储在新列表 sorted_fruits 中。

sorted() 函数的常见应用场景

sorted() 函数在 Python 编程中有许多应用场景，以下是一些常见的用法：

1. 自定义排序规则

sorted() 函数通过指定 key 参数来定义自定义排序规则。

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
sorted_numbers = sorted(numbers, key=lambda x: x % 3)
print(sorted_numbers)  # [3, 6, 9, 3, 1, 4, 1, 5, 2, 5, 5]

在这个示例中，定义了一个匿名函数作为 key 参数，按照元素对 3 取余的结果进行排序，从而实现了自定义的排序规则。

2. 排序字典

sorted() 函数也可以用于对字典的键或值进行排序。

my_dict = {'a': 3, 'b': 1, 'c': 4, 'd': 2}
sorted_keys = sorted(my_dict.keys())
print(sorted_keys)  # ['a', 'b', 'c', 'd']

sorted_values = sorted(my_dict.values())
print(sorted_values)  # [1, 2, 3, 4]

在这个示例中，分别对字典的键和值进行排序，并将排序后的结果存储在新列表中。

3. 复杂对象的排序

sorted() 函数也可以用于对复杂对象的列表进行排序，例如元组、对象列表等。

# 对元组列表按照第二个元素进行排序
data = [(1, 3), (2, 1), (3, 4), (4, 2)]
sorted_data = sorted(data, key=lambda x: x[1])
print(sorted_data)  # [(2, 1), (1, 3), (4, 2), (3, 4)]

在这个示例中，定义了一个匿名函数作为 key 参数，按照元组的第二个元素进行排序，从而实现了对元组列表的排序。

4. 指定排序顺序

除了使用 key 参数外，sorted() 函数还提供了 reverse 参数，用于指定排序顺序，即升序或降序。

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
sorted_numbers_asc = sorted(numbers)
sorted_numbers_desc = sorted(numbers, reverse=True)
print(sorted_numbers_asc)  # [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]
print(sorted_numbers_desc)  # [9, 6, 5, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]

在这个示例中，分别使用 sorted() 函数的默认排序顺序和指定 reverse=True 参数的排序顺序，得到了升序和降序排列的结果。

5. 排序稳定性

Python 的排序算法保证了排序的稳定性，即具有相同键值的元素在排序后的相对位置保持不变。

data = [('a', 3), ('b', 1), ('c', 3), ('d', 2)]
sorted_data = sorted(data, key=lambda x: x[1])
print(sorted_data)  # [('b', 1), ('d', 2), ('a', 3), ('c', 3)]

在这个示例中，元组 ('a', 3) 和 ('c', 3) 在排序后的结果中保持了原有的顺序，这就是排序的稳定性。

6. 原地排序

除了返回一个新的列表外，sorted() 函数还可以直接对原始数据进行排序，使用 key 和 reverse 参数来指定排序规则。

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
numbers.sort(reverse=True)
print(numbers)  # [9, 6, 5, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]

在这个示例中，使用列表的 sort() 方法对原始数据进行排序，指定了 reverse=True 参数，实现了降序排序。

总结

sorted() 函数是 Python 中一个非常有用的内置函数，用于对可迭代对象进行排序。通过合理地应用 sorted() 函数，可以实现对各种数据类型的排序操作，包括列表、字符串、集合等。了解 sorted() 函数的使用方法和参数选项，可以更灵活地处理数据，提高代码的效率和可维护性。希望本文提供的示例和解释能够帮助大家更好地理解和应用 sorted() 函数，在实际开发中发挥更大的作用。

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