? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? python sort、sorted高級排序技巧

轉(zhuǎn)載原因：學(xué)習(xí)《機器學(xué)習(xí)實戰(zhàn)》決策樹這一章節(jié)時，對為了確定葉節(jié)點而采用的多數(shù)表決法的python程序有些疑惑

故求助度娘，發(fā)現(xiàn)了這篇文章，感覺還不錯，就轉(zhuǎn)了。

Python list內(nèi)置sort()方法用來排序，也可以用python內(nèi)置的全局sorted()方法來對可迭代的序列排序生成新的序列。

1）排序基礎(chǔ)

簡單的升序排序是非常容易的。只需要調(diào)用sorted()方法。它返回一個新的list，新的list的元素基于小于運算符(__lt__)來排序。

>>> sorted([5, 2, 3, 1, 4])[1, 2, 3, 4, 5]
你也可以使用list.sort()方法來排序，此時list本身將被修改。通常此方法不如sorted()方便，但是如果你不需要保留原來的list，此方法將更有效。 >>> a = [5, 2, 3, 1, 4]>>> a.sort()>>> a[1, 2, 3, 4, 5]
另一個不同就是list.sort()方法僅被定義在list中，相反地sorted()方法對所有的可迭代序列都有效。
>>> sorted({1: 'D', 2: 'B', 3: 'B', 4: 'E', 5: 'A'})[1, 2, 3, 4, 5]

2）key參數(shù)/函數(shù)

從python2.4開始，list.sort()和sorted()函數(shù)增加了key參數(shù)來指定一個函數(shù)，此函數(shù)將在每個元素比較前被調(diào)用。

?例如通過key指定的函數(shù)來忽略字符串的大小寫：

>>> sorted("This is a test string from Andrew".split(), key=str.lower)['a', 'Andrew', 'from', 'is', 'string', 'test', 'This']
key參數(shù)的值為一個函數(shù)，此函數(shù)只有一個參數(shù)且返回一個值用來進行比較。這個技術(shù)是快速的因為key指定的函數(shù)將準(zhǔn)確地對每個元素調(diào)用。

更廣泛的使用情況是用復(fù)雜對象的某些值來對復(fù)雜對象的序列排序，例如：

>>> student_tuples = [('john', 'A', 15),('jane', 'B', 12),('dave', 'B', 10),]>>> sorted(student_tuples, key=lambda student: student[2])?? # sort by age[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]
同樣的技術(shù)對擁有命名屬性的復(fù)雜對象也適用，例如：
>>> class Student:def __init__(self, name, grade, age):self.name = nameself.grade = gradeself.age = agedef __repr__(self):return repr((self.name, self.grade, self.age))>>> student_objects = [Student('john', 'A', 15),Student('jane', 'B', 12),Student('dave', 'B', 10),]>>> sorted(student_objects, key=lambda student: student.age)?? # sort by age[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]

3）Operator 模塊函數(shù)

上面的key參數(shù)的使用非常廣泛，因此python提供了一些方便的函數(shù)來使得訪問方法更加容易和快速。

operator模塊有itemgetter，attrgetter，從2.6開始還增加了methodcaller方法。使用這些方法，上面的操作將變得更加簡潔和快速：

>>> from operator import itemgetter, attrgetter>>> sorted(student_tuples, key=itemgetter(2))[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('age'))[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]
operator模塊還允許多級的排序，例如，先以grade，然后再以age來排序：

>>> sorted(student_tuples, key=itemgetter(1,2))[('john', 'A', 15), ('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12)]>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('grade', 'age'))[('john', 'A', 15), ('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12)]

4）升序和降序

list.sort()和sorted()都接受一個參數(shù)reverse（True or False）來表示升序或降序排序。例如對上面的student降序排序如下：

>>> sorted(student_tuples, key=itemgetter(2), reverse=True)[('john', 'A', 15), ('jane', 'B', 12), ('dave', 'B', 10)]>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('age'), reverse=True)[('john', 'A', 15), ('jane', 'B', 12), ('dave', 'B', 10)]

5）排序的穩(wěn)定性和復(fù)雜排序

從python2.2開始，排序被保證為穩(wěn)定的。意思是說多個元素如果有相同的key，則排序前后他們的先后順序不變。

>>> data = [('red', 1), ('blue', 1), ('red', 2), ('blue', 2)]>>> sorted(data, key=itemgetter(0))[('blue', 1), ('blue', 2), ('red', 1), ('red', 2)]
注意在排序后'blue'的順序被保持了，即'blue', 1在'blue', 2的前面。
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更復(fù)雜地你可以構(gòu)建多個步驟來進行更復(fù)雜的排序，例如對student數(shù)據(jù)先以grade降序排列，然后再以age升序排列。

>>> s = sorted(student_objects, key=attrgetter('age'))???? # sort on secondary key>>> sorted(s, key=attrgetter('grade'), reverse=True)?????? # now sort on primary key, descending[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]

6）最老土的排序方法-DSU

我們稱其為DSU（Decorate-Sort-Undecorate）,原因為排序的過程需要下列三步：
第一：對原始的list進行裝飾，使得新list的值可以用來控制排序；
第二：對裝飾后的list排序；
第三：將裝飾刪除，將排序后的裝飾list重新構(gòu)建為原來類型的list；
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例如，使用DSU方法來對student數(shù)據(jù)根據(jù)grade排序：

>>> decorated = [(student.grade, i, student) for i, student in enumerate(student_objects)]>>> decorated.sort()>>> [student for grade, i, student in decorated] # undecorate[('john', 'A', 15), ('jane', 'B', 12), ('dave', 'B', 10)]

上面的比較能夠工作，原因是tuples是可以用來比較，tuples間的比較首先比較tuples的第一個元素，如果第一個相同再比較第二個元素，以此類推。
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并不是所有的情況下都需要在以上的tuples中包含索引，但是包含索引可以有以下好處：
第一：排序是穩(wěn)定的，如果兩個元素有相同的key，則他們的原始先后順序保持不變；
第二：原始的元素不必用來做比較，因為tuples的第一和第二元素用來比較已經(jīng)是足夠了。
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此方法被RandalL.在perl中廣泛推廣后，他的另一個名字為也被稱為Schwartzian transform。
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對大的list或list的元素計算起來太過復(fù)雜的情況下，在python2.4前，DSU很可能是最快的排序方法。但是在2.4之后，上面解釋的key函數(shù)提供了類似的功能。

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7）其他語言普遍使用的排序方法-cmp函數(shù)

在python2.4前，sorted()和list.sort()函數(shù)沒有提供key參數(shù)，但是提供了cmp參數(shù)來讓用戶指定比較函數(shù)。此方法在其他語言中也普遍存在。

在python3.0中，cmp參數(shù)被徹底的移除了，從而簡化和統(tǒng)一語言，減少了高級比較和__cmp__方法的沖突。

在python2.x中cmp參數(shù)指定的函數(shù)用來進行元素間的比較。此函數(shù)需要2個參數(shù)，然后返回負數(shù)表示小于，0表示等于，正數(shù)表示大于。例如：

>>> def numeric_compare(x, y):return x - y>>> sorted([5, 2, 4, 1, 3], cmp=numeric_compare)[1, 2, 3, 4, 5]
或者你可以反序排序：

>>> def reverse_numeric(x, y):return y - x>>> sorted([5, 2, 4, 1, 3], cmp=reverse_numeric)[5, 4, 3, 2, 1]
當(dāng)我們將現(xiàn)有的2.x的代碼移植到3.x時，需要將cmp函數(shù)轉(zhuǎn)化為key函數(shù)，以下的wrapper很有幫助：

def cmp_to_key(mycmp):'Convert a cmp= function into a key= function'class K(object):def __init__(self, obj, *args):self.obj = objdef __lt__(self, other):return mycmp(self.obj, other.obj) < 0def __gt__(self, other):return mycmp(self.obj, other.obj) > 0def __eq__(self, other):return mycmp(self.obj, other.obj) == 0def __le__(self, other):return mycmp(self.obj, other.obj) <= 0def __ge__(self, other):return mycmp(self.obj, other.obj) >= 0def __ne__(self, other):return mycmp(self.obj, other.obj) != 0return K

當(dāng)需要將cmp轉(zhuǎn)化為key時，只需要：

>>> sorted([5, 2, 4, 1, 3], key=cmp_to_key(reverse_numeric))[5, 4, 3, 2, 1]
從python2.7，cmp_to_key()函數(shù)被增加到了functools模塊中。

8)其他注意事項

* 對需要進行區(qū)域相關(guān)的排序時，可以使用locale.strxfrm()作為key函數(shù)，或者使用local.strcoll()作為cmp函數(shù)。

* reverse參數(shù)任然保持了排序的穩(wěn)定性，有趣的時，同樣的效果可以使用reversed()函數(shù)兩次來實現(xiàn)：

>>> data = [('red', 1), ('blue', 1), ('red', 2), ('blue', 2)]>>> assert sorted(data, reverse=True) == list(reversed(sorted(reversed(data))))
* 其實排序在內(nèi)部是調(diào)用元素的__cmp__來進行的，所以我們可以為元素類型增加__cmp__方法使得元素可比較，例如：
>>> Student.__lt__ = lambda self, other: self.age < other.age>>> sorted(student_objects)[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]
key函數(shù)不僅可以訪問需要排序元素的內(nèi)部數(shù)據(jù)，還可以訪問外部的資源 例如，如果學(xué)生的成績是存儲在dictionary中的，則可以使用此dictionary來對學(xué)生名字的list排序，如下：

>>> students = ['dave', 'john', 'jane']>>> newgrades = {'john': 'F', 'jane':'A', 'dave': 'C'}>>> sorted(students, key=newgrades.__getitem__)['jane', 'dave', 'john']
當(dāng)你需要在處理數(shù)據(jù)的同時進行排序的話，sort(),sorted()或bisect.insort()不是最好的方法。在這種情況下，可以使用heap，red-black tree或treap。

原文：

http://www.jb51.net/article/57678.htm

































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總結(jié)

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