Python函数：编写自定义排序算法

在Python中，有许多内置的排序方法，如sorted()和sort()方法。这些方法可以根据指定的条件对列表进行排序，如按数字大小、按字母顺序等。一般情况下，这些内置方法已经能够满足我们的需求。但是，有时候我们需要实现一些特定的排序算法，以满足特定的排序需求。比如，我们想按照某个关键字的长度、字母个数、重复出现次数等因素进行排序，这时候使用自定义排序算法就很有必要了。

一、使用sorted()方法自定义排序算法

sorted()方法是Python的内置方法，可以根据指定参数对列表进行排序。如果我们想使用自定义排序算法，可以通过给sorted()方法传递一个自定义的函数，来实现自定义排序算法。这个自定义函数需要有两个参数，即待排序列表的每个元素和排序的规则。在下面的例子中，我们将按照字符串长度对列表进行排序：

def sort_by_length(str):
    return len(str)
 
lst = ['banana', 'apple', 'pear', 'orange']
sorted_lst = sorted(lst, key=sort_by_length)
print(sorted_lst)

在这个例子中，sort_by_length()方法返回每个字符串的长度。然后我们使用key参数将这个方法传递给sorted()方法，让它按照长度对字符串进行排序。

二、使用sort()方法自定义排序算法

sort()方法也是Python内置方法，可以对列表进行原地排序，即不创建一个新的排序后列表。这个方法同样可以通过传递一个自定义函数来实现自定义排序算法。这个自定义函数和sorted()的自定义函数相同，也需要有两个参数。

def sort_by_count(lst):
    return lst.count('apple')
 
lst = ['banana', 'apple', 'pear', 'orange', 'apple']
lst.sort(key=sort_by_count)
print(lst)

在这个例子中，sort_by_count()方法返回元素'apple'在列表中的出现次数。我们使用这个方法作为key参数传递给sort()方法，让它根据'apple'出现的次数对列表进行排序。

三、实现自己的排序算法

有时候，Python内置的排序方法可能无法满足我们的需求，这时候需要实现自己的排序算法。下面我们就来实现一下常见的排序算法：冒泡排序和快速排序。

1. 冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法，其基本思想是通过相邻元素之间的比较和交换来达到排序的目的。具体实现方法如下：

def bubble_sort(lst):
    for i in range(len(lst)):
        for j in range(len(lst)-i-1):
            if lst[j] > lst[j+1]:
                lst[j], lst[j+1] = lst[j+1], lst[j]
    return lst
 
lst = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_lst = bubble_sort(lst)
print(sorted_lst)

在这个例子中，我们使用了两个嵌套的循环来遍历列表。外层循环用来控制需要比较的次数，内层循环用来进行相邻元素的比较，如果当前元素比下一个元素大，就交换它们的位置。这样，每次循环后，最大的元素都会被移动到最后。直到排序完成。冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。

2. 快速排序

快速排序是一种效率较高的排序算法，它的原理是在列表中选择一个基准元素，将小于等于基准元素的元素移到其左边，将大于基准元素的元素移到其右边，然后再对左右两个子列表重复这个过程，直到整个列表有序。具体实现方法如下：

def quick_sort(lst):
    if len(lst) <= 1:
        return lst
    pivot = lst[len(lst)//2]
    left_lst = [x for x in lst if x < pivot]
    middle_lst = [x for x in lst if x == pivot]
    right_lst = [x for x in lst if x > pivot]
    return quick_sort(left_lst) + middle_lst + quick_sort(right_lst)
 
lst = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_lst = quick_sort(lst)
print(sorted_lst)

在这个例子中，我们首先判断列表的长度是否小于等于1，如果是，则直接返回该列表。否则，我们选择列表中间的元素作为基准元素，将小于等于基准元素的元素移到一个列表中，将大于基准元素的元素移到另一个列表中，并将基准元素放入中间列表中。这三个列表经过递归调用quick_sort()方法排序后，再以left_lst+middle_lst+right_lst的形式合并起来，就是有序的列表了。快速排序的时间复杂度为O(nlogn)。

总结

至此，我们学习了如何通过内置的sorted()和sort()方法，以及自定义的冒泡排序和快速排序等算法实现自定义排序。这些排序算法可以让我们按照特定的规则进行排序，更好地满足我们的排序需求。在选择使用哪种排序算法时，需要综合考虑时间复杂度、稳定性等因素，选择最适合当前情况的算法。