Python内置排序函数sorted()用法及示例代码详解

在Python编程中，排序是一个常见的需求。Python内置的sorted()函数提供了一种简单而强大的方式来对可迭代对象进行排序。本文ZHANID工具网将详细介绍sorted()函数的用法，并通过示例代码展示其在实际编程中的应用。

一、sorted()函数的基本用法

sorted()函数的基本语法如下：

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

参数说明

• iterable：必需参数，表示要排序的可迭代对象，如列表、元组、字符串等。

• key：可选参数，用于指定一个函数（或其他可调用对象），该函数将被应用于可迭代对象的每个元素上，并根据函数的返回值进行排序。默认情况下，不使用key函数，直接对元素本身进行排序。

• reverse：可选参数，用于指定排序的顺序。如果设置为True，则按降序排序；如果设置为False（默认），则按升序排序。

返回值

sorted()函数返回一个新的已排序列表，而不会修改原始的可迭代对象。

二、基本排序示例

示例1：对列表进行升序排序

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
sorted_numbers = sorted(numbers)
print("原始列表:", numbers)
print("升序排序后的列表:", sorted_numbers)

输出：

原始列表: [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
升序排序后的列表: [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]

示例2：对列表进行降序排序

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
sorted_numbers_desc = sorted(numbers, reverse=True)
print("原始列表:", numbers)
print("降序排序后的列表:", sorted_numbers_desc)

输出：

原始列表: [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
降序排序后的列表: [9, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1]

三、使用key参数进行自定义排序

示例3：根据字符串长度排序

words = ["apple", "banana", "cherry", "date", "elderberry"]
sorted_words_by_length = sorted(words, key=len)
print("原始列表:", words)
print("按字符串长度排序后的列表:", sorted_words_by_length)

输出：

原始列表: ['apple', 'banana', 'cherry', 'date', 'elderberry']
按字符串长度排序后的列表: ['date', 'apple', 'banana', 'cherry', 'elderberry']

示例4：根据元组的第二个元素排序

tuples = [(1, 'one'), (3, 'three'), (2, 'two'), (4, 'four')]
sorted_tuples_by_second_element = sorted(tuples, key=lambda x: x[1])
print("原始列表:", tuples)
print("按元组的第二个元素排序后的列表:", sorted_tuples_by_second_element)

输出：

原始列表: [(1, 'one'), (3, 'three'), (2, 'two'), (4, 'four')]
按元组的第二个元素排序后的列表: [(4, 'four'), (1, 'one'), (3, 'three'), (2, 'two')]

在这个示例中，我们使用了lambda函数作为key参数，该函数接受一个元组x，并返回元组的第二个元素x[1]。sorted()函数根据这个返回值对元组进行排序。

示例5：根据字典的某个键排序

students = [
    {'name': 'Alice', 'age': 20, 'score': 85},
    {'name': 'Bob', 'age': 22, 'score': 90},
    {'name': 'Charlie', 'age': 19, 'score': 78}
]

# 按年龄排序
sorted_students_by_age = sorted(students, key=lambda x: x['age'])
print("按年龄排序后的学生列表:")
for student in sorted_students_by_age:
    print(student)

# 按分数排序
sorted_students_by_score = sorted(students, key=lambda x: x['score'], reverse=True)
print("\n按分数降序排序后的学生列表:")
for student in sorted_students_by_score:
    print(student)

输出：

按年龄排序后的学生列表:
{'name': 'Charlie', 'age': 19, 'score': 78}
{'name': 'Alice', 'age': 20, 'score': 85}
{'name': 'Bob', 'age': 22, 'score': 90}

按分数降序排序后的学生列表:
{'name': 'Bob', 'age': 22, 'score': 90}
{'name': 'Alice', 'age': 20, 'score': 85}
{'name': 'Charlie', 'age': 19, 'score': 78}

在这个示例中，我们使用了lambda函数作为key参数，分别根据字典的'age'和'score'键对学生进行排序。

四、对其他可迭代对象进行排序

示例6：对字符串进行排序

text = "hello"
sorted_text = sorted(text)
print("原始字符串:", text)
print("排序后的字符列表:", sorted_text)
print("排序后的字符串:", ''.join(sorted_text))  # 将列表转换回字符串

输出：

原始字符串: hello
排序后的字符列表: ['e', 'h', 'l', 'l', 'o']
排序后的字符串: ehllo

示例7：对元组进行排序

numbers_tuple = (3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6)
sorted_numbers_tuple = sorted(numbers_tuple)
print("原始元组:", numbers_tuple)
print("排序后的列表:", sorted_numbers_tuple)

输出：

原始元组: (3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6)
排序后的列表: [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]

五、高级排序技巧

示例8：多级排序

data = [
    {'name': 'Alice', 'age': 20, 'score': 85},
    {'name': 'Bob', 'age': 22, 'score': 90},
    {'name': 'Charlie', 'age': 19, 'score': 85},
    {'name': 'David', 'age': 20, 'score': 92}
]

# 先按年龄排序，年龄相同的按分数降序排序
sorted_data = sorted(data, key=lambda x: (x['age'], -x['score']))
print("多级排序后的学生列表:")
for item in sorted_data:
    print(item)

输出：

多级排序后的学生列表:
{'name': 'Charlie', 'age': 19, 'score': 85}
{'name': 'Alice', 'age': 20, 'score': 85}
{'name': 'David', 'age': 20, 'score': 92}
{'name': 'Bob', 'age': 22, 'score': 90}

在这个示例中，我们使用了元组作为key函数的返回值，实现了多级排序。首先按'age'键排序，年龄相同的则按'score'键的负值（即降序）排序。

示例9：使用operator模块简化代码

对于复杂的key函数，可以使用operator模块来简化代码。operator模块提供了一些函数，如itemgetter和attrgetter，可以方便地用于排序。

from operator import itemgetter

students = [
    {'name': 'Alice', 'age': 20, 'score': 85},
    {'name': 'Bob', 'age': 22, 'score': 90},
    {'name': 'Charlie', 'age': 19, 'score': 78}
]

# 使用itemgetter按年龄排序
sorted_students_by_age = sorted(students, key=itemgetter('age'))
print("使用itemgetter按年龄排序后的学生列表:")
for student in sorted_students_by_age:
    print(student)

输出：

使用itemgetter按年龄排序后的学生列表:
{'name': 'Charlie', 'age': 19, 'score': 78}
{'name': 'Alice', 'age': 20, 'score': 85}
{'name': 'Bob', 'age': 22, 'score': 90}

六、注意事项

1. 不修改原始数据：sorted()函数返回一个新的已排序列表，而不会修改原始的可迭代对象。如果需要修改原始列表，可以使用列表的sort()方法。

2. 性能考虑：对于大型数据集，排序操作可能会消耗较多的内存和时间。在处理大型数据集时，需要考虑性能优化，如使用更高效的排序算法或分批处理数据。

3. key函数的效率：key函数会在排序过程中被多次调用，因此应确保key函数的实现是高效的。避免在key函数中进行复杂的计算或I/O操作。

七、总结

sorted()函数是Python中一个强大而灵活的排序工具。通过合理使用key和reverse参数，可以实现对各种复杂数据结构的自定义排序。无论是简单的升序或降序排序，还是根据多个条件进行的多级排序，sorted()函数都能轻松应对。希望本文的介绍和示例代码能帮助读者更好地理解和使用sorted()函数。