(董付国)Python 学习笔记---Python序列（5）
再谈内置方法sorted()
- 列表对象它提供了sort()方法支持原地排序，而内置函数sorted()返回一个新列表，并不对原列表进行任何修改。
- sorted()方法可以对列表、元组、字典、range对象进行排序。
- 列表的sort()和内置函数sorted()都支持key参数实现复杂排序要求。
（一）
persons = [{'name':'Dong','age':37},{'name':'Zhang','age':40},
{'name':'Li','age':50},{'name':'Dong','age':43},
{'name': 'Ai', 'age': 80}]
print(persons)
#使用key来指定排序依据，先按姓名升序排序，姓名相同的按年龄降序排序
print(sorted(persons,key = lambda x:(x['name'],-x['age'])))
[{'name': 'Dong', 'age': 37}, {'name': 'Zhang', 'age': 40}, {'name': 'Li', 'age': 50}, {'name': 'Dong', 'age': 43}, {'name': 'Ai', 'age': 80}]
[{'name': 'Ai', 'age': 80}, {'name': 'Dong', 'age': 43}, {'name': 'Dong', 'age': 37}, {'name': 'Li', 'age': 50}, {'name': 'Zhang', 'age': 40}]
（二）
phonebook = {'Linda':'7750','Bob':'9345','Carol':'5834'}
from operator import itemgetter
print(sorted(phonebook.items(),key = itemgetter(1)))#按字典中元素的值进行排序
print(sorted(phonebook.items(),key = itemgetter(0)))#按字典中元素的键进行排序
[('Carol', '5834'), ('Linda', '7750'), ('Bob', '9345')]
[('Bob', '9345'), ('Carol', '5834'), ('Linda', '7750')]
（三）
gameresult = [['Bob',95.0,'A'],['Alan',86.0,'C'],
['Mandy',83.5,'A'],['Rob',89.3,'E']]
from operator import itemgetter
print(sorted(gameresult,key = itemgetter(0,1))) #按姓名升序，姓名相同按分数升序排序
print(sorted(gameresult,key = itemgetter(1,0))) #按分数升序，分数相同按姓名升序排序
print(sorted(gameresult,key = itemgetter(2,0))) #按等级升序，等级相同按姓名升序排序
[['Alan', 86.0, 'C'], ['Bob', 95.0, 'A'], ['Mandy', 83.5, 'A'], ['Rob', 89.3, 'E']]
[['Mandy', 83.5, 'A'], ['Alan', 86.0, 'C'], ['Rob', 89.3, 'E'], ['Bob', 95.0, 'A']]
[['Bob', 95.0, 'A'], ['Mandy', 83.5, 'A'], ['Alan', 86.0, 'C'], ['Rob', 89.3, 'E']]
注：TypeError: XXX object is not callable问题有可能的原因
- 类型不匹配
- 参数个数不对
（四）
#列表里面是字典元素
gameresult = [{'name':'Bob','wins':10,'rating':75.0},
{'name':'David','wins':3,'rating':57.0},
{'name':'Carol','wins':4,'rating':57.0},
{'name':'patty','wins':9,'rating':72.8},
{'name':'James','wins':10,'rating':79}]
from operator import itemgetter
#按wins升序，该值相同的按name升序排序
print(sorted(gameresult,key = itemgetter('wins','name')))
[{'name': 'David', 'wins': 3, 'rating': 57.0}, {'name': 'Carol', 'wins': 4, 'rating': 57.0}, {'name': 'patty', 'wins': 9, 'rating': 72.8}, {'name': 'Bob', 'wins': 10, 'rating': 75.0}, {'name': 'James', 'wins': 10, 'rating': 79}]
- 根据另外一个列表的值来对当前列表元素进行排序
list1 = ["what","I'm","sorting","by"]
list2 = ["something","else","to","sort"]
pairs = zip(list1,list2)
pairs = sorted(pairs)
print('pairs = ',pairs)
result = [x[1] for x in pairs]
print('result = ',result)
pairs = [("I'm", 'else'), ('by', 'sort'), ('sorting', 'to'), ('what', 'something')]
result = ['else', 'sort', 'to', 'something']
1.6 复杂数据结构
- 在解决实际问题时，还经常需要用到其他复杂的数据结构，如堆，栈，队列，树，图等等。
- 有些结构Python已经提供，而有些则需要自己利用基本数据结构来实现。
1.6.1 堆
>>> import heapq #heapq和random是python标准库
>>> import random
>>> data = list(range(10))
>>> data
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> random.choice(data) #随机选择一个元素
5
>>> random.shuffle(data) #随机打乱顺序
>>> data
[1, 3, 4, 5, 0, 8, 7, 2, 9, 6]
>>> heap = []
>>> for n in data: #建堆
... heapq.heappush(heap,n)
...
>>> heap
[0, 1, 4, 2, 3, 8, 7, 5, 9, 6]
>>> #第i个元素的值小于第（2i+1和2i+2）个元素的值
...
>>>
>>> heapq.heappush(heap,0.5) #入堆，自动重建
>>> heap
[0, 0.5, 4, 2, 1, 8, 7, 5, 9, 6, 3]
>>> heapq.heappop(heap) #出堆，自动重建
0
>>> myheap = [1,2,3,5,7,8,9,4,10,333]
>>> heapq.heapify(myheap) #建堆
>>> myheap
[1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 5, 10, 333]
>>> heapq.heapreplace(myheap,6) #弹出最小元素，同时插入新元素
1
>>> myheap
[2, 4, 3, 5, 7, 8, 9, 6, 10, 333]
>>> heapq.nlargest(3,myheap) #返回前3个最大的元素
[333, 10, 9]
>>> heapq.nsmallest(3,myheap) #返回前3个最小的元素
[2, 3, 4]
1.6.2 队列
- 可以使用列表模拟队列（没办法控制大小）结构
>>> x = [1,2,3,4]
>>> x.pop(0)
1
>>> x.append(5)
>>> x
[2, 3, 4, 5]
>>> x.pop
<built-in method pop of list object at 0x000002B842A3B708>
>>> list(x)
[2, 3, 4, 5]
>>> x.pop(0)
2
>>> x
[3, 4, 5]
>>> x.pop(0)
3
>>> x.pop(0)
4
>>> x.pop(0)
5
>>> x.pop(0)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: pop from empty list
>>> import queue #queue是Python标准库
>>> q = queue.Queue()
>>> q.put(0) #入队
>>> q.put(1)
>>> q.put(2)
>>> q.queue
deque([0, 1, 2])
>>> q.get() #出队，队列只能从一边进，另一头出
0
>>> q.get()
1
>>> q.queue
deque([2])
设置队列大小：
>>> import queue
>>> q = queue.Queue()
>>> q.get(timeout = 2) #当等待2s后没有元素出来就判定为空，弹出异常
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#6>", line 1, in <module>
q.get(timeout = 2) #当等待2s后没有元素出来就判定为空，弹出异常
_queue.Empty
>>> q = queue.Queue(3) #我们可以空过设置size来设置队列长度
>>> q
<queue.Queue object at 0x000001FA6EEE8F08>
>>> q.queue
deque([])
>>> q.put(0)
>>> q.put(1)
>>> q.put(2)
>>> q.queue
deque([0, 1, 2])
>>> q.put(3)
- queue模块还提供了“后进先出”队列和优先级队列
>>> from queue import Queue #LIFO队列
>>> q = Queue() #创建队列对象
>>> q.put(0) #在队列尾部插入元素
>>> q.put(1)
>>> q.put(2)
>>> print(q.queue) #查看队列中所有元素
deque([0, 1, 2])
>>> q.get() #返回并删除队列头部元素
0
>>> q.get()
1
>>> from queue import LifoQueue #Lifo队列
>>> q = LifoQueue() #创建LIFO队列对象
>>> q.put(0)
>>> q.put(1)
>>> q.put(2)
>>> q.queue #查看队列中所有元素
[0, 1, 2]
>>> q.get()
2
>>> q.get()
1
>>> q.get()
0
>>> q.get() #对空队列调用get（）方法会阻塞当前线 程
优先级队列：
>>> from queue import PriorityQueue #优先级队列
>>> q = PriorityQueue() #创建优先级队列对象
>>> q.put(3) #插入元素)
>>> q.put(8) #插入元素
>>> q.put(100)
>>> q.queue #查看优先级队列中所有元素
[3, 8, 100]
>>> q.put(1) #插入元素，自动调整优先级队列
>>> q.put(2)
>>> q.queue
[1, 2, 100, 8, 3]
>>> q.get() #返回并删除优先级最低的元素
1
>>> q.get() #请多执行几次该语句并观察返回的数据
2
>>> q.get()
3
>>> q.get()
8
>>> q.get()
100
>>> q.get()
- Python标准库collections提供了双端队列deque
>>> from collections import deque
>>> q = deque(maxlen = 5) #创建双端队列
>>> for item in [3,5,7,9,11]：#添加元素
File "<stdin>", line 1
for item in [3,5,7,9,11]：#添加元素
^
SyntaxError: invalid character in identifier
>>> from collections import deque
>>> q = deque(maxlen = 5) #创建双端队列
>>> for item in [3,5,7,9,11]: #添加元素
... q.append(item)
...
>>> q.append(13) #队列满，自动溢出
>>> q,append(15)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'append' is not defined
>>> q.append(15)
>>> q
deque([7, 9, 11, 13, 15], maxlen=5)
>>> q.appendleft(5) #从左侧添加元素，右侧自动溢出
>>> q
deque([5, 7, 9, 11, 13], maxlen=5)
注：SyntaxError: invalid character in identifier
错误原因：没有变换输入法，导致“：”和“:”,占字符不一样。在注释 # 之前夹杂了中文输入法的空格，在print缩进也有同样错误！
解决方法：删掉注释前的空格即以后的注释即可
1.6.3 栈
- 栈是一种“后进先出（LIFO）”或“先进后出（FILO）”的数据结构。
- Python列表本身就可以实现栈结构的基本操作。例如，列表对象的append()方法是在列表尾部追加元素，类似于入栈操作；pop()方法默认是弹出并返回列表的最后一个元素，类似于出栈操作。
- 但是直接使用Python列表对象模拟栈操作并不是很方便，例如当列表为空时，再执行pop()出栈操作时则会抛出一个很不友好的异常；另外，也无法限制栈的大小。
- 可以直接使用列表来实现栈结构
>>> myStack = []
>>> myStack.append(3)
>>> myStack.append(5)
>>> myStack.append(7)
>>> myStack
[3, 5, 7]
>>> myStack.pop()
7
>>> myStack.pop()
5
>>> myStack.pop()
3
>>> myStack.pop()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: pop from empty list
