Python排序函数详解及应用：从基础到进阶107

Python提供了多种内置函数和方法来对序列（例如列表、元组）进行排序。理解这些排序方法的差异和适用场景，对于编写高效、简洁的Python代码至关重要。本文将深入探讨Python中的排序函数，涵盖基础用法、高级技巧以及不同排序算法的效率比较，帮助你选择最合适的排序方法。

1. `sorted()` 函数：创建新的已排序列表

sorted() 函数是一个内置函数，它接受一个可迭代对象作为输入，返回一个新的已排序的列表。原始的可迭代对象保持不变。 它支持自定义排序规则，通过使用 `key` 参数指定一个函数来确定排序的依据。numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
sorted_numbers = sorted(numbers)
print(f"Original list: {numbers}") # Output: Original list: [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
print(f"Sorted list: {sorted_numbers}") # Output: Sorted list: [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]
words = ["banana", "apple", "cherry"]
sorted_words = sorted(words)
print(f"Sorted words: {sorted_words}") # Output: Sorted words: ['apple', 'banana', 'cherry']

# 自定义排序规则，按长度排序
sorted_words_by_length = sorted(words, key=len)
print(f"Sorted words by length: {sorted_words_by_length}") # Output: Sorted words by length: ['apple', 'banana', 'cherry']
# 倒序排序
sorted_numbers_reverse = sorted(numbers, reverse=True)
print(f"Sorted list in reverse order: {sorted_numbers_reverse}") # Output: Sorted list in reverse order: [9, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1]

2. `()` 方法：就地排序

() 方法是列表对象的一个方法，它直接对列表进行排序，不返回新的列表。这意味着它修改了原始列表。numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
()
print(f"Sorted list (in-place): {numbers}") # Output: Sorted list (in-place): [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]
# 倒序排序
(reverse=True)
print(f"Sorted list in reverse order (in-place): {numbers}") # Output: Sorted list in reverse order (in-place): [9, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1]

3. `key` 参数：自定义排序规则

`key` 参数允许你指定一个函数，该函数将应用于每个元素，并根据该函数的返回值进行排序。这使得你可以根据各种标准（例如，字符串长度、对象的属性等）进行排序。data = [("apple", 3), ("banana", 1), ("cherry", 2)]
# 排序依据是元组的第二个元素
sorted_data = sorted(data, key=lambda x: x[1])
print(f"Sorted by second element: {sorted_data}") # Output: Sorted by second element: [('banana', 1), ('cherry', 2), ('apple', 3)]
class Person:
def __init__(self, name, age):
= name
= age
def __repr__(self):
return f"Person(name='{}', age={})"
people = [Person("Alice", 30), Person("Bob", 25), Person("Charlie", 35)]
# 排序依据是Person对象的age属性
sorted_people = sorted(people, key=lambda p: )
print(f"Sorted people by age: {sorted_people}") # Output: Sorted people by age: [Person(name='Bob', age=25), Person(name='Alice', age=30), Person(name='Charlie', age=35)]

4. 排序算法的效率

Python的内置排序算法是Timsort，它是一种混合排序算法，结合了归并排序和插入排序的优点。Timsort在大多数情况下具有很好的性能，其时间复杂度为O(n log n)。对于小型列表，插入排序的效率更高，而对于大型列表，归并排序的效率更高。Timsort巧妙地结合了这两者的优势。

5. 其他排序库

虽然Python的内置排序函数已经足够强大，但对于某些特殊需求，例如需要稳定排序或者对特定数据结构进行排序，你可能需要考虑使用其他的排序库，例如`numpy`中的排序函数，它们提供了更高效的排序算法，尤其是在处理大型数组时。

总结

本文详细介绍了Python中常用的排序函数 `sorted()` 和 `()`，以及如何使用 `key` 参数自定义排序规则。理解这些函数的差异和使用方法，并根据实际情况选择合适的排序方法，对于编写高效、可读性强的Python代码至关重要。 选择 `sorted()` 函数时，你需要一个新的已排序的列表，而 `()` 方法则直接修改了原始列表。 记住选择最适合你需求的方法，并充分利用 `key` 参数来实现灵活的排序功能。

2025-05-11

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