Python中的sorted函数：列表排序就这么简单

Python中的sorted函数是一个非常实用的函数，可以用来对列表、元组、字典等多种变量进行排序。本文将深入介绍Python中的sorted函数，包括如何使用sorted函数、sorted函数的参数、sorted函数的原理等。

1.基本用法

在Python中，sorted函数可以对一个列表进行排序，并返回一个新的已排序的列表。下面是一个例子：

>>> a = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
>>> b = sorted(a)
>>> print(b)
[1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]

上面的代码中，首先定义了一个列表a，然后使用sorted函数对a进行排序，并将排序后的结果赋值给列表b。最后，输出列表b的内容。

也可以将一个元组或一个字典转换为列表后进行排序。例如：

>>> a = (3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5)
>>> b = sorted(list(a))
>>> print(b)
[1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]
>>> a = {'a': 1, 'b': 3, 'c': 2}
>>> b = sorted(list(a.keys()), key=lambda x: a[x])
>>> print(b)
['a', 'c', 'b']

上面的代码中， 个例子中，元组a被转换为了列表后进行排序。第二个例子中，根据字典a中的值进行排序（默认是按键值），并返回排序后的键列表。

2. 参数

sorted函数有两个位置参数，一个关键字参数和两个可选参数：

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

- iterable：要排序的可迭代对象，如列表、元组、字典等

- key：用来排序的函数，key可以是一个函数或lambda表达式。如果指定key，则根据key函数的返回值进行排序。例如，要对一个列表按照字符串长度进行排序，可以这样写：sorted(a, key=lambda x: len(x))。

- reverse：是否降序排列，如果reverse为True，则按照降序排列，否则按照升序排列。默认值为False。

以下是一些使用示例：

>>> a = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
>>> b = sorted(a, reverse=True)
>>> print(b)
[9, 6, 5, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]
>>> a = ['apple', 'orange', 'pear', 'banana']
>>> b = sorted(a, key=lambda x: len(x))
>>> print(b)
['pear', 'apple', 'banana', 'orange']

上面的 个例子中，使用sorted函数对列表a进行降序排列，结果b是[9, 6, 5, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]。第二个例子中，使用sorted函数对字符串列表a按照字符串长度排序，最终结果是['pear', 'apple', 'banana', 'orange']。

3. 原理

Python中的sorted函数是一个十分高效的排序算法，它基于“归并排序”算法，该算法的时间复杂度为O(nlogn)。归并排序算法将大问题划分为若干个小问题，递归到最小的问题时，进行排序，然后再将小问题有序合并成大问题的有序解决方案。

归并排序是一个“分而治之”，“分治”的算法。它只需要两个基本操作：

- 分：将序列平分为两半

- 治：将两个有序子序列合并成单个有序序列

Python的sorted函数每次将序列平分为两半，然后递归地继续排序，最终将两个有序子序列合并成单个有序序列。这种现象就像是在书桌上整理纸张，将一堆文档分成两半，将文件夹分类，最后将文件夹合并在一起。归并排序是一种高效、占用空间小的排序算法。

4. 注意事项

使用sorted函数时，需要注意以下几点：

- 不同类型的数据类型不能混合排序，会报错，例如使用sorted函数对int型和str型的列表排序。

- 在使用key指定排序规则时，需注意lambda函数的使用方法，具体可见上面的示例。

- reverse参数应该设置成True或False，而不是任意的值，否则会报错。

- sorted函数处理的列表，不能被其他的操作修改，例如该列表被删除、赋值、修改等，则可能导致结果与预期不符。

总结

Python的sorted函数是一个实用的函数，可以对列表、元组、字典等类型的数据进行排序。在使用时，需要注意参数的设置，以及数据类型是否匹配等问题。归并排序是一种高效、占用空间小的排序算法，是Python中实现sorted函数的核心算法。通过学习本文，希望能够对sorted函数有更加深入的了解。