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Day40：列表的排序

news 来源：原创 2025/5/19 21:05:09

在 Python 中，排序是处理列表数据时常用的一种操作。排序可以帮助我们按照一定的规则（如升序或降序）对列表中的元素进行排列。Python 提供了内置的排序方法 sort() 和 sorted() 来实现这一功能。

1. 使用 `sort()` 方法排序

1.1 `sort()` 方法简介

sort() 是列表对象的一个方法，它会修改原列表，并将列表中的元素按照指定的顺序排序。默认情况下，sort() 会将列表中的元素按升序排列（对于数字来说是从小到大，对于字符串来说是字母顺序）。

1.2 排序的基本用法

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
numbers.sort()  # 默认升序排列
print(numbers)

输出结果：

[1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]

在这个例子中，numbers.sort() 将列表中的元素按升序排序。

1.3 降序排序

如果需要按降序排列列表中的元素，可以通过设置 reverse=True 参数来实现。

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

输出结果：

[9, 6, 5, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]

在这个例子中，numbers.sort(reverse=True) 将列表中的元素按降序排序。

2. 使用 `sorted()` 函数排序

2.1 `sorted()` 函数简介

与 sort() 方法不同，sorted() 函数会返回一个新的已排序列表，而不会修改原列表。sorted() 函数也可以接受一个可选参数 reverse，用于指定排序的顺序。

2.2 排序的基本用法

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
sorted_numbers = sorted(numbers)  # 默认升序排列
print(sorted_numbers)

输出结果：

[1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]

在这个例子中，sorted(numbers) 返回了一个新的已排序列表，原列表 numbers 没有被修改。

2.3 降序排序

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
sorted_numbers = sorted(numbers, reverse=True)  # 降序排列
print(sorted_numbers)

输出结果：

[9, 6, 5, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]

在这个例子中，sorted(numbers, reverse=True) 返回了一个按降序排列的新列表。

3. 排序的其他参数

3.1 `key` 参数

除了 reverse 参数，sort() 和 sorted() 还可以接受一个 key 参数。key 是一个函数，它用于指定排序时的排序依据。每个元素都会被传递给 key 函数，key 函数返回的值将作为排序的标准。

3.2 按字符串的长度排序

words = ["banana", "apple", "cherry", "date"]
words.sort(key=len)  # 根据字符串的长度进行排序
print(words)

输出结果：

['date', 'apple', 'banana', 'cherry']

在这个例子中，key=len 表示按照每个字符串的长度来排序。len() 函数计算字符串的长度。

3.3 按自定义的排序规则

我们还可以传入一个自定义的函数作为 key，以实现复杂的排序规则。例如，按照字符串的最后一个字母进行排序：

words = ["banana", "apple", "cherry", "date"]
words.sort(key=lambda word: word[-1])  # 按照每个字符串的最后一个字母排序
print(words)

输出结果：

['banana', 'apple', 'date', 'cherry']

在这个例子中，key=lambda word: word[-1] 表示按照每个字符串的最后一个字母进行排序。

4. 对字典中的元素进行排序

如果我们有一个字典，且需要根据字典的值或键对字典进行排序，可以使用 sorted() 函数与 key 参数。

4.1 按照字典的键排序

scores = {"Alice": 88, "Bob": 75, "Charlie": 92, "David": 85}
sorted_by_key = sorted(scores.items(), key=lambda item: item[0])  # 按照键排序
print(sorted_by_key)

输出结果：

[('Alice', 88), ('Bob', 75), ('Charlie', 92), ('David', 85)]

4.2 按照字典的值排序

sorted_by_value = sorted(scores.items(), key=lambda item: item[1])  # 按照值排序
print(sorted_by_value)

输出结果：

[('Bob', 75), ('David', 85), ('Alice', 88), ('Charlie', 92)]

5. 排序的性能和注意事项

5.1 排序的时间复杂度

Python 中的排序算法采用的是 Timsort，它的时间复杂度为 O(n log n)，这意味着它在大多数情况下表现得相当高效。排序操作通常比直接遍历或其他简单操作更耗时，尤其是当列表非常大时。

5.2 稳定性

Python 的排序算法是稳定的，这意味着如果两个元素在排序前相等，那么它们在排序后的顺序会保持一致。

6. 小结

在 Python 中，排序是一个非常常见的操作。通过 sort() 和 sorted() 方法，我们可以方便地对列表进行升序或降序排序。同时，我们还可以通过 key 参数自定义排序规则，并且 Python 的排序算法非常高效且稳定。

7. 课后练习

7.1 数字排序

编写一个程序，输入一组数字并将它们按升序和降序排序。

7.2 字符串排序

编写一个程序，输入一组字符串，并按字母顺序进行排序。

7.3 自定义排序规则

编写一个程序，输入一组字符串，并按每个字符串的长度进行排序。

7.4 排序字典

编写一个程序，输入一个字典，按字典的键或值进行排序。

1. 使用 sort() 方法排序

1.1 sort() 方法简介

1.2 排序的基本用法

1.3 降序排序

2. 使用 sorted() 函数排序

2.1 sorted() 函数简介

2.2 排序的基本用法

2.3 降序排序

3. 排序的其他参数

3.1 key 参数

3.2 按字符串的长度排序

3.3 按自定义的排序规则

4. 对字典中的元素进行排序

4.1 按照字典的键排序

4.2 按照字典的值排序

5. 排序的性能和注意事项

5.1 排序的时间复杂度

5.2 稳定性

6. 小结

7. 课后练习

7.1 数字排序

7.2 字符串排序

7.3 自定义排序规则

7.4 排序字典

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2.1 `sorted()` 函数简介

3.1 `key` 参数