Python List排序技巧：快速整理列表數據

一、Python List排序的基礎知識

Python的內置函數sorted()可以對列表進行排序。使用方法為：sorted(list)。其中，list是要排序的列表，sorted()函數將返回排序後的列表。這個函數返回的是一個新的列表，而不是對原有列表進行操作。

默認情況下，sorted()使用升序排列。如果要使用降序排列，則可以將參數reverse設置為True

對於對象列表而言，可以使用對象的某個屬性進行排序。這裡需要使用sorted()函數的key參數。

# 排序基礎示例：
num_list = [2, 5, 1, 9, 3]
sorted_list = sorted(num_list)  # 默認升序
print(sorted_list)  # [1, 2, 3, 5, 9]

reverse_list = sorted(num_list, reverse=True)  # 降序排列
print(reverse_list)  # [9, 5, 3, 2, 1]

word_list = ['cat', 'elephant', 'dog', 'bat']
sorted_words = sorted(word_list)  # 默認按字典序排列
print(sorted_words)  # ['bat', 'cat', 'dog', 'elephant']

len_words = sorted(word_list, key=len) # 以字元串長度排序
print(len_words)  # ['cat', 'dog', 'bat', 'elephant']

二、自定義排序規則

對於一些特殊需求，需要使用自定義的排序規則。例如，進行不區分大小寫的排序，或是將某個單詞排在列表的最前面。

為了實現這個功能，可以使用sort()函數並自定義比較函數key。該函數可接受一個值並返回一個排序關鍵字。如果要使用自定義比較函數，則需要將參數key設置為該函數名。

# 排序規則的自定義示例：
def to_lowercase(word):
    """將string小寫化然後返回"""
    return word.lower()

words = ["Wombat", "Dog", "Cat", "Giraffe"]
words.sort(key=to_lowercase)
print(words)  # ['Cat', 'Dog', 'Giraffe', 'Wombat']

三、按多個關鍵字排序

在排序時，如果有多個關鍵字，可以使用多重排序，即按照多個關鍵字進行排序。多重排序方法為：將多個排序關鍵字放入元組，將這些元組放入列表，然後使用sorted()函數進行排序即可。

# 按多個關鍵字排序示例：
students = [
    {"name": "Amy", "age": 31, "score": 80},
    {"name": "Bob", "age": 24, "score": 90},
    {"name": "Charlie", "age": 28, "score": 75},
    {"name": "David", "age": 28, "score": 80}]
sorted_students = sorted(students, key=lambda s: (s["age"], s["score"]))
print(sorted_students)

四、使用numpy對多維列表進行排序

對於多維列表，numpy的sort方法是一個更好的選擇。使用numpy的sort函數可以對多維數組的任意列或行進行排序。

# 對多維列表的排序示例：
import numpy as np

data = np.array([[5, 9, 8], [4, 7, 6], [3, 2, 1]])
sorted_data = np.sort(data, axis=0) # 按列排序
print(sorted_data)

五、穩定排序和不穩定排序

穩定排序指輸入中相等的元素在輸出中的相對位置不發生改變。而不穩定排序則不保證相等元素的相對位置。

Python中的內置排序排序sorted()是穩定的排序。

# 穩定排序示例：
words = ["Dog", "cat", "bat", "Timberwolf", "giraffe", "elephant", "cow"]
sorted_words = sorted(words, key=str.lower)
print(sorted_words)  # ['bat', 'cat', 'cow', 'Dog', 'elephant', 'giraffe', 'Timberwolf']

六、使用operator模塊進行排序

Python的operator模塊提供了一些方便的函數，使之易於排序。

# operator模塊排序示例：
import operator

data = [("apple", 1), ("orange", 3), ("banana", 2)]
sorted_data = sorted(data, key=operator.itemgetter(1))
print(sorted_data)

七、總結

Python中的列表可用於存儲和操作數據。對於Python列表的排序，主要使用內置函數sorted()。排序時，可以使用排序規則來滿足多種不同的需求，如自定義排序、多重排序。

對於特別大的列表，使用numpy的sort方法會更有效率。Python還提供了操作符模塊，對於某些特殊情況下的排序，則可以使用這些功能更方便的完成。