python的sorted排序分析

Author: qiwsir

Diff for: pics/timsort1.png

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+#python的排序详解
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+排序，在编程中经常遇到的算法，我也在几篇文章中介绍了一些关于排序的算法。有的高级语言内置了一些排序函数。本文讲述Python在这方面的工作。供使用python的程序员们参考，也让没有使用python的朋友了解python。领略一番“生命有限，请用Python”的含义。
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+##内置函数sorted()/list.sort()的使用
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+###简单应用
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+python对list有一个内置函数：sorted(),专门用于排序。举例：
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+	>>> a=[5,3,6,1,9,2]
+	>>> sorted(a)       #a经过sorted之后，得到一个排序结果
+	[1, 2, 3, 5, 6, 9]  #但是，原有的a并没有受到影响
+	>>> a
+	[5, 3, 6, 1, 9, 2]
+
+也可以使用list.sort()来进行上述操作。
+
+    >>> a.sort()
+    >>> a               #注意这里，经过list.sort()之后，原有
+    [1, 2, 3, 5, 6, 9]  #a的顺序已经发生变化，与上述不同之处。
+
+**sorted和list.sort()的区别:**list.sort()只能对list类型进行排序。如下：
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+    >>> b_dict={1:'e',3:'m',9:'a',5:'e'}
+    >>> b_dict.sort()
+    Traceback (most recent call last):
+      File "<stdin>", line 1, in <module>
+      AttributeError: 'dict' object has no attribute 'sort'
+
+而sorted则不然，看例子：
+
+    >>> b_dict
+    {1: 'e', 3: 'm', 5: 'e', 9: 'a'}
+    >>> sorted(b_dict)
+    [1, 3, 5, 9]
+
+sorted之后，上述对dictinoary中，将key值取出并排序，返回list类型的排序结果。
+
+###按照指定关键词排序
+
+在list.sort()和sorted中，都可以根据指定的key值排序。例如：
+
+sorted的例子：
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+    >>> qw="I am Qiwsir you can read my articles im my blog".split()
+    >>> qw
+    ['I', 'am', 'Qiwsir', 'you', 'can', 'read', 'my', 'articles', 'im', 'my', 'blog']
+    >>> sorted(qw,key=str.lower)        #按照字母升序排列
+    ['am', 'articles', 'blog', 'can', 'I', 'im', 'my', 'my', 'Qiwsir', 'read', 'you']
+
+list.sort()的例子：
+    
+    >>> qw  
+    ['I', 'am', 'Qiwsir', 'you', 'can', 'read', 'my', 'articles', 'im', 'my', 'blog']
+    >>> qw.sort(key=str.lower)
+    >>> qw
+    ['am', 'articles', 'blog', 'can', 'I', 'im', 'my', 'my', 'Qiwsir', 'read', 'you']
+
+此外，key还可以接收函数的单一返回值，按照该值排序。例如：
+
+    >>> name_mark_age = [('zhangsan','A',15),('LISI','B',14),('WANGWU','A',16)]
+    >>> sorted(name_mark_age, key = lambda x: x[2])     #根据年龄排序
+    [('LISI', 'B', 14), ('zhangsan', 'A', 15), ('WANGWU', 'A', 16)]
+
+    >>> sorted(name_mark_age, key = lambda x: x[1])     #根据等级排序
+    [('zhangsan', 'A', 15), ('WANGWU', 'A', 16), ('LISI', 'B', 14)]
+    
+    >>> sorted(name_mark_age, key = lambda x: x[0])     #根据姓名排序
+    [('LISI', 'B', 14), ('WANGWU', 'A', 16), ('zhangsan', 'A', 15)]
+
+除了上述方式，python中还提供了一个选择循环选择指定元组值的模块
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+    >>> from operator import itemgetter    #官方文档：https://docs.python.org/2/library/operator.html#module-operator
+	>>> name_mark_age.append(('zhaoliu','B',16))
+	>>> name_mark_age
+	[('zhangsan', 'A', 15), ('LISI', 'B', 14), ('WANGWU', 'A', 16), ('zhaoliu', 'B', 16)]
+	
+    >>> sorted(name_mark_age,key=itemgetter(2))     #按照年龄排序
+	[('LISI', 'B', 14), ('zhangsan', 'A', 15), ('WANGWU', 'A', 16), ('zhaoliu', 'B', 16)]
+
+	>>> sorted(name_mark_age,key=itemgetter(1,2))   #先按照等级排序，相同等级看年龄
+	[('zhangsan', 'A', 15), ('WANGWU', 'A', 16), ('LISI', 'B', 14), ('zhaoliu', 'B', 16)]
+
+
+在官方文档上，有这样一个例子，和上面的操作是完全一样的。
+
+    >>> class Student:
+            def __init__(self, name, grade, age):
+                self.name = name
+                self.grade = grade
+                self.age = age
+            
+            def __repr__(self):
+                return repr((self.name, self.grade, self.age))
+            
+    >>> student_objects = [
+            Student('john', 'A', 15),       #注意这里，用class Student来生成列表内的值
+            Student('jane', 'B', 12),       #因此，可以通过student_objects[i].age来访问某个名称的年龄,i=0,则是john的年龄
+            Student('dave', 'B', 10),
+            ]
+            
+    >>> sorted(student_objects, key=lambda student: student.age)
+    [('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]
+
+也可以引用operator模块来实现上述排序
+    
+    >>>from operator import attrgetter
+    >>> sorted(student_objects, key=attrgetter('age'))
+    [('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]
+    >>> sorted(student_objects, key=attrgetter('grade', 'age'))
+    [('john', 'A', 15), ('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12)]
+
+**总结：**sorted的能力超强，不仅实现排序，还能按照指定关键词排序。
+
+以上例子都是升序，如果，增加reverse=True。例如：
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+    >>>from operator import itemgetter 
+    >>> name_mark_age
+    [('zhangsan', 'A', 15), ('LISI', 'B', 14), ('WANGWU', 'A', 16), ('zhaoliu', 'B', 16)]
+    >>> sorted(name_mark_age, key=itemgetter(2),reverse=True)
+    [('WANGWU', 'A', 16), ('zhaoliu', 'B', 16), ('zhangsan', 'A', 15), ('LISI', 'B', 14)]
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+##sorted的算法
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+python中的sorted算法，网上有人撰文，说比较低级。其实不然，通过阅读官方文档，发现python中的sorted排序，真的是高大上，用的Timsort算法。什么是Timsort，请看 wiki的解释：http://en.wikipedia.org/wiki/Timsort，另外，国内有一个文档，适当翻译：http://blog.csdn.net/yangzhongblog/article/details/8184707，这里截取一个不同排序算法比较的图示，就明白sorted的威力了。
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+从时间复杂度来看，Timsort是威武的。
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+![](./pics/timsort1.png)
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+从空间复杂度来讲，需要的开销在数量大的时候会增大。
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+![](./pics/timsort2.png)
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+综上，可以看出，就一般情况，使用sorted足以能够完成排序的要求，并且是稳定的。
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+当然，python中也有其它一些排序模块，都可以直接拿过来使用。
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+本文作者在博客和github上都有多种关于python排序方法和模块的文章说明。