Сортировка списков

Сортировка списка — одна из наиболее частых операций в Python. Python предоставляет два встроенных инструмента для этого: функция sorted(), которая возвращает новый отсортированный список, не изменяя оригинал, и метод list.sort(), который сортирует список на месте. Оба принимают флаг reverse для сортировки по убыванию и параметр key для пользовательской логики сортировки.

Эта глава охватывает:

• sorted() — сортировка любого итерируемого объекта в новый список
• list.sort() — сортировка списка на месте
• Сортировка по возрастанию и убыванию
• Параметр key — сортировка по длине, полю или любому пользовательскому критерию
• Сортировка без учёта регистра
• Сортировка списков словарей и пользовательских объектов
• Многоключевая сортировка
• operator.itemgetter как эффективная альтернатива lambda

Для знакомства с основами списков смотрите главы Python Lists и List Methods.

Функция sorted()

sorted() принимает любой итерируемый объект (список, кортеж, строку, …) и возвращает новый отсортированный список. Исходный итерируемый объект остаётся неизменным.

Синтаксис:

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

• iterable — последовательность для сортировки
• key — необязательная функция с одним аргументом, применяемая к каждому элементу перед сравнением (по умолчанию: сравнение элементов напрямую)
• reverse — установите True для сортировки по убыванию (по умолчанию: False)

Сортировка списка строк

Сортировка списка чисел

Числовые списки сортируются по величине, а не по строковому представлению (поэтому 10 не идёт раньше 9).

nums = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
print(sorted(nums))
# [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]

Сортировка по убыванию с reverse=True

Передайте reverse=True, чтобы получить наибольшие значения первыми.

nums = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
print(sorted(nums, reverse=True))
# [9, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1]

Метод list.sort()

list.sort() переупорядочивает список на месте и всегда возвращает None. Используйте его, когда исходный порядок вам больше не нужен и вы хотите избежать накладных расходов памяти от второго списка.

Синтаксис:

list.sort(*, key=None, reverse=False)

Параметры идентичны sorted().

Сортировка списка на месте

Сортировка по убыванию

sort() возвращает None — распространённая ошибка

Частая ошибка — присваивать результат sort() переменной:

fruits = ['banana', 'apple', 'cherry']
result = fruits.sort()   # sort() modifies fruits, returns None
print(result)            # None  ← not the sorted list!
print(fruits)            # ['apple', 'banana', 'cherry']  ← fruits was modified

Если вам нужен и отсортированный результат, и исходный порядок, используйте вместо этого sorted().

sorted() vs list.sort() — когда что использовать

Используйте sorted(), когда вам нужен исходный список без изменений, или при сортировке кортежа или другого итерируемого объекта.

Используйте list.sort(), когда у вас есть список, вы хотите отсортировать его на месте и важна эффективность использования памяти.

Сортировка с параметром key

Параметр key принимает вызываемый объект с одним аргументом. Python вызывает его один раз для каждого элемента и использует возвращённое значение для сравнений. Это позволяет избежать дублирования данных и делает сортировку гибкой.

Сортировка по длине строки

words = ['banana', 'apple', 'cherry', 'kiwi']
print(sorted(words, key=len))
# ['kiwi', 'apple', 'banana', 'cherry']

len передаётся напрямую — lambda не нужна при использовании встроенной функции с одним аргументом.

Сортировка списка кортежей по конкретному полю

Lambda lambda x: x[1] извлекает второй элемент (число) из каждого кортежа, чтобы Python сравнивал числа, а не целые кортежи.

Сортировка списка словарей

students = [
    {'name': 'Charlie', 'grade': 85},
    {'name': 'Alice',   'grade': 92},
    {'name': 'Bob',     'grade': 78},
]

by_grade = sorted(students, key=lambda s: s['grade'])
for s in by_grade:
    print(s['name'], s['grade'])
# Bob 78
# Charlie 85
# Alice 92

Для сортировки по убыванию (сначала наивысшая оценка) добавьте reverse=True:

by_grade_desc = sorted(students, key=lambda s: s['grade'], reverse=True)
for s in by_grade_desc:
    print(s['name'], s['grade'])
# Alice 92
# Charlie 85
# Bob 78

Сортировка без учёта регистра

По умолчанию сортировка в Python чувствительна к регистру: все заглавные буквы идут перед строчными, потому что имеют меньшие кодовые точки Unicode. Используйте key=str.lower для сортировки без учёта регистра.

words = ['Banana', 'apple', 'Cherry', 'date']
print(sorted(words))             # case-sensitive (uppercase first)
# ['Banana', 'Cherry', 'apple', 'date']

print(sorted(words, key=str.lower))  # case-insensitive
# ['apple', 'Banana', 'Cherry', 'date']

Использование operator.itemgetter и operator.attrgetter

Модуль operator предоставляет более быстрые альтернативы lambda для распространённых шаблонов ключей.

operator.itemgetter — для последовательностей и словарей

import operator

fruits = [('apple', 10), ('banana', 5), ('cherry', 20)]
print(sorted(fruits, key=operator.itemgetter(1)))
# [('banana', 5), ('apple', 10), ('cherry', 20)]

operator.itemgetter(1) эквивалентен lambda x: x[1], но реализован на C и работает быстрее на больших списках.

operator.attrgetter — для объектов

import operator

class Student:
    def __init__(self, name, grade):
        self.name = name
        self.grade = grade
    def __repr__(self):
        return f'Student({self.name!r}, {self.grade})'

students = [Student('Charlie', 85), Student('Alice', 92), Student('Bob', 78)]
print(sorted(students, key=operator.attrgetter('grade')))
# [Student('Bob', 78), Student('Charlie', 85), Student('Alice', 92)]

Многоключевая сортировка

Верните кортеж из функции key, чтобы сортировать по нескольким критериям. Python сравнивает кортежи поэлементно, поэтому при совпадении первого ключа используется второй.

# Sort by grade ascending, then by name alphabetically when grades tie
data = [('Alice', 85), ('Bob', 92), ('Charlie', 85), ('Dave', 78)]
result = sorted(data, key=lambda x: (x[1], x[0]))
print(result)
# [('Dave', 78), ('Alice', 85), ('Charlie', 85), ('Bob', 92)]

У Alice и Charlie одинаковая оценка 85, поэтому они сортируются по алфавиту — Alice перед Charlie.

Стабильность сортировки

Сортировка Python стабильна: элементы, признанные равными, сохраняют исходный относительный порядок. Это означает, что можно отсортировать список по одному ключу, затем отсортировать результат по другому ключу, и порядок первой сортировки сохранится при совпадениях по второму ключу.

# Sort by grade, then (stably) by name — same result as the tuple key above
data = [('Alice', 85), ('Bob', 92), ('Charlie', 85), ('Dave', 78)]
step1 = sorted(data, key=lambda x: x[0])   # sort by name first
step2 = sorted(step1, key=lambda x: x[1])  # then sort by grade
print(step2)
# [('Dave', 78), ('Alice', 85), ('Charlie', 85), ('Bob', 92)]

Этот приём — называемый преобразованием Шварца — иногда более читаем, чем составной ключ.

Заключение

sorted() и list.sort() в Python обеспечивают быструю и гибкую сортировку списков с минимальным количеством кода. Используйте sorted(), когда вам нужен новый список или вы сортируете не-списковый итерируемый объект; используйте list.sort(), когда хотите изменить список на месте. Параметр key справляется практически с любым критерием сортировки — от сортировки по длине или полю словаря до сравнений без учёта регистра. Для больших наборов данных предпочитайте operator.itemgetter или operator.attrgetter вместо lambda для лучшей производительности.

Дополнительное чтение:

• Python Lists — создание списков, индексация и срезы
• List Methods — полный справочник методов списков
• List Comprehension — лаконичное создание списков
• Loop Lists — итерация по спискам

Практика