深入理解python中的排序sort

进行一个简单的升序排列直接调用sorted()函数，函数将会返回一个排序后的列表：

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sorted函数不会改变原有的list，而是返回一个新的排好序的list

如果你想使用就地排序，也就是改变原list的内容，那么可以使用list.sort()的方法，这个方法的返回值是None。

另一个区别是，list.sort()方法只是list也就是列表类型的方法，只可以在列表类型上调用。而sorted方法则是可以接受任何可迭代对象。

list.sort()和sorted()函数都有一个key参数，可以用来指定一个函数来确定排序的一个优先级。比如，这个例子就是根据大小写的优先级进行排序：

key参数的值应该是一个函数，这个函数接受一个参数然后返回以一个key，这个key就被用作进行排序。这个方法很高效，因为对于每一个输入的记录只需要调用一次key函数。

一个常用的场景就是当我们需要对一个复杂对象的某些属性进行排序时：

再如：

前面我们看到的利用key-function来自定义排序，同时Python也可以通过operator库来自定义排序，而且通常这种方法更好理解并且效率更高。

operator库提供了 itemgetter(), attrgetter(), and a methodcaller()三个函数

同时还支持多层排序

list.sort()和sorted()都有一个boolean类型的reverse参数，可以用来指定升序和降序排列，默认为false，也就是升序排序，如果需要降序排列，则需将reverse参数指定为true。

排序的稳定性指，有相同key值的多个记录进行排序之后，原始的前后关系保持不变

我们可以看到python中的排序是稳定的。

我们可以利用这个稳定的特性来进行一些复杂的排序步骤，比如，我们将学生的数据先按成绩降序然后年龄升序。当排序是稳定的时候，我们可以先将年龄升序，再将成绩降序会得到相同的结果。

传统的DSU(Decorate-Sort-Undecorate)的排序方法主要有三个步骤：

因为元组是按字典序比较的，比较完grade之后，会继续比较i。

添加index的i值不是必须的，但是添加i值有以下好处：

现在python3提供了key-function，所以DSU方法已经不常用了

python2.x版本中，是利用cmp参数自定义排序。

python3.x已经将这个方法移除了，但是我们还是有必要了解一下cmp参数

cmp参数的使用方法就是指定一个函数，自定义排序的规则，和java等其他语言很类似

也可以反序排列

python3.x中可以用如下方式：

python列表排序并返回索引

numpy中有函数argsort来返回排序后的下标

结果

pytorch中的torch.sort本身就能返回排序后的下标

Python中没有直接调用的接口，怎么办呢？

用enumerate再排序就可以了

结果

python2 自定义排序规则如何排序

# 分类函数

def select(i):

return (i % 3  0) and (i % 2 == 0)

# 不同分类的排序算法

sort_funcs = {

# 升序

True: lambda lst: sorted(lst, reverse=False),

# 降序

False: lambda lst: sorted(lst, reverse=True)

}

# 混合排序

def mix_sort(arr, select, sort_funcs):

sequence = {key:iter(func(v for i, v in enumerate(arr) if select(i)==key)) for key, func in sort_funcs.iteritems()}

return [next(sequence[select(i)]) for i, _ in enumerate(arr)]

# 输出

arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ,8 ,9]

print mix_sort(arr, select, sort_funcs)

[9, 7, 2, 6, 4, 5, 3, 1, 8, 0]

arr = [1, 5, 4, 3, 10, 7, 19]

print mix_sort(arr, select, sort_funcs)

[19, 7, 4, 5, 10, 3, 1]

在 arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ,8 ,9] 中，下标和值相同，比较好说明

arr 中 [2, 4, 8] 符合 “不能被 3 但可以被 2 整除”，升序为 [2, 4, 8]

arr 中 [0, 1, 3, 5, 6, 7, 9] 不符合“不能被 3 但可以被 2 整除”,降序为 [9, 7, 6, 5, 4, 1, 0]

按原先的位置组合，结果为 [9, 7, 2, 6, 4, 5, 3, 1, 8, 0]

不知道我理解得对不对

python几种经典排序方法的实现

class SortMethod:

'''

插入排序的基本操作就是将一个数据插入到已经排好序的有序数据中，从而得到一个新的、个数加一的有序数据，算法适用于少量数据的排序，时间复杂度为O(n^2)。是稳定的排序方法。

插入算法把要排序的数组分成两部分：

第一部分包含了这个数组的所有元素，但将最后一个元素除外（让数组多一个空间才有插入的位置）

第二部分就只包含这一个元素（即待插入元素）。

在第一部分排序完成后，再将这个最后元素插入到已排好序的第一部分中。

'''

def insert_sort(lists):

# 插入排序

count = len(lists)

for i in range(1, count):

key = lists[i]

j = i - 1

while j = 0:

if lists[j] key:

lists[j + 1] = lists[j]

lists[j] = key

j -= 1

return lists

'''

希尔排序 (Shell Sort) 是插入排序的一种。也称缩小增量排序，是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。该方法因 DL．Shell 于 1959 年提出而得名。

希尔排序是把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序算法排序；随着增量逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减至 1 时，整个文件恰被分成一组，算法便终止。

'''

def shell_sort(lists):

# 希尔排序

count = len(lists)

step = 2

group = count / step

while group 0:

for i in range(0, group):

j = i + group

while j count:

k = j - group

key = lists[j]

while k = 0:

if lists[k] key:

lists[k + group] = lists[k]

lists[k] = key

k -= group

j += group

group /= step

return lists

'''

冒泡排序重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。

'''

def bubble_sort(lists):

# 冒泡排序

count = len(lists)

for i in range(0, count):

for j in range(i + 1, count):

if lists[i] lists[j]:

temp = lists[j]

lists[j] = lists[i]

lists[i] = temp

return lists

'''

快速排序

通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列

'''

def quick_sort(lists, left, right):

# 快速排序

if left = right:

return lists

key = lists[left]

low = left

high = right

while left right:

while left right and lists[right] = key:

right -= 1

lists[left] = lists[right]

while left right and lists[left] = key:

left += 1

lists[right] = lists[left]

lists[right] = key

quick_sort(lists, low, left - 1)

quick_sort(lists, left + 1, high)

return lists

'''

直接选择排序

第 1 趟，在待排序记录 r[1] ~ r[n] 中选出最小的记录，将它与 r[1] 交换；

第 2 趟，在待排序记录 r[2] ~ r[n] 中选出最小的记录，将它与 r[2] 交换；

以此类推，第 i 趟在待排序记录 r[i] ~ r[n] 中选出最小的记录，将它与 r[i] 交换，使有序序列不断增长直到全部排序完毕。

'''

def select_sort(lists):

# 选择排序

count = len(lists)

for i in range(0, count):

min = i

for j in range(i + 1, count):

if lists[min] lists[j]:

min = j

temp = lists[min]

lists[min] = lists[i]

lists[i] = temp

return lists

'''

堆排序 (Heapsort) 是指利用堆积树（堆）这种数据结构所设计的一种排序算法，它是选择排序的一种。

可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。堆分为大根堆和小根堆，是完全二叉树。大根堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值，即 A[PARENT[i]] = A[i]。

在数组的非降序排序中，需要使用的就是大根堆，因为根据大根堆的要求可知，最大的值一定在堆顶。

'''

# 调整堆

def adjust_heap(lists, i, size):

lchild = 2 * i + 1

rchild = 2 * i + 2

max = i

if i size / 2:

if lchild size and lists[lchild] lists[max]:

max = lchild

if rchild size and lists[rchild] lists[max]:

max = rchild

if max != i:

lists[max], lists[i] = lists[i], lists[max]

adjust_heap(lists, max, size)

# 创建堆

def build_heap(lists, size):

for i in range(0, (size/2))[::-1]:

adjust_heap(lists, i, size)

# 堆排序

def heap_sort(lists):

size = len(lists)

build_heap(lists, size)

for i in range(0, size)[::-1]:

lists[0], lists[i] = lists[i], lists[0]

adjust_heap(lists, 0, i)

'''

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法 （Divide and Conquer） 的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为二路归并。

归并过程为：

比较 a[i] 和 a[j] 的大小，若 a[i]≤a[j]，则将第一个有序表中的元素 a[i] 复制到 r[k] 中，并令 i 和 k 分别加上 1；

否则将第二个有序表中的元素 a[j] 复制到 r[k] 中，并令 j 和 k 分别加上 1，如此循环下去，直到其中一个有序表取完，然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到 r 中从下标 k 到下标 t 的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现，先把待排序区间 [s,t] 以中点二分，接着把左边子区间排序，再把右边子区间排序，最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间 [s,t]。

'''

def merge(left, right):

i, j = 0, 0

result = []

while i len(left) and j len(right):

if left[i] = right[j]:

result.append(left[i])

i += 1

else:

result.append(right[j])

j += 1

result += left[i:]

result += right[j:]

return result

def merge_sort(lists):

# 归并排序

if len(lists) = 1:

return lists

num = len(lists) / 2

left = merge_sort(lists[:num])

right = merge_sort(lists[num:])

return merge(left, right)

'''

基数排序 （radix sort） 属于“分配式排序” （distribution sort），又称“桶子法” （bucket sort） 或 bin sort，顾名思义，它是透过键值的部份资讯，将要排序的元素分配至某些“桶”中，藉以达到排序的作用，基数排序法是属于稳定性的排序。

其时间复杂度为 O (nlog(r)m)，其中 r 为所采取的基数，而 m 为堆数，在某些时候，基数排序法的效率高于其它的稳定性排序法。

'''

import math

def radix_sort(lists, radix=10):

k = int(math.ceil(math.log(max(lists), radix)))

bucket = [[] for i in range(radix)]

for i in range(1, k+1):

for j in lists:

bucket[j/(radix**(i-1)) % (radix**i)].append(j)

del lists[:]

for z in bucket:

lists += z

del z[:]

return lists

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作者：CRazyDOgen

来源：CSDN

原文：

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