Python中的sorted()有啥神奇的方法吗？

Posted 2023-03-11

【中文标题】Python中的sorted()有啥神奇的方法吗？

【英文标题】：is there a magic method for sorted() in Python?Python中的sorted()有什么神奇的方法吗？

【发布时间】：2018-07-29 19:26:11

【问题描述】：

我知道 python 中有一些魔术方法可以被类覆盖，以控制某些内置函数处理这些类成员的方式。例如，len() 和 str() 的行为可以通过魔术方法 __len__() 和 __str__() 覆盖：

class EmptySet(object):
    def __len__(self):
        return 0

    def __str__(self):
        return '[]'

>>> e = EmptySet()
>>> str(e)
[]

>>> len(e)
0

还有__cmp__() 和__ge__()、__le__() 等方法来控制如何比较这些对象以及如何按list.sort() 对它们的列表进行排序。我的问题不是关于自定义列表中对象的排序，而是关于对对象本身进行排序。假设集合不为空，我想使用sorted() 对其进行排序：

class SetOfTwo(object):
    def __init__(self, a , b):
        el_0 = a
        el_1 = b

    def __len__(self):
        return 2

    def __str__(self):
        return '[, ]'.format(el_0, el_1)

如果元素不按顺序排列，我可以实现让sorted() 翻转元素吗？我正在描绘以下行为：

>>> s = SetOfTwo(2, 1)
>>> str(s)
[2, 1]

>>> t = sorted(s)
>>> str(t)
[1, 2]

>>> type(t)
>>> SetOfTwo

【问题讨论】：

集合本质上是无序的。见this question。至于您的实际问题（除了命名法），只需在类上定义您自己的排序方法并使用它。或者传入一个 lamda。

@JaredSmith 我不认为这个问题真的是关于集合的。

你可以试试 OrderedSet

我很抱歉在我的玩具示例中使用了固有的无序集合。希望关于 python 中是否存在 sorted() 的魔术方法的问题仍然很清楚。

Python 的 sorted() 函数接受一个可迭代对象并返回一个列表。因此，如果您的集合支持迭代，则可以将其传递给sorted()。元素的排序基于它们的自然排序或传递给sorted() 的键函数。你会得到一个列表，而不是你的自定义类型。

【参考方案1】：

您绝对应该阅读the official documentation，了解如何模拟容器类型。基本上，一个应该作为容器（列表、字典等）工作的类需要实现方法来设置或获取成员 __getitem__()、__setitem__() 并迭代项目 __iter__() 并获取项目数量 - 方法 @987654325 @。 这是最低限度。但您也可以添加删除项目和其他操作的功能。

sorted() 内置函数的行为是遍历容器的元素并使用您提到的方法比较它们 __cmp__(), __ge__(), __le__() 应该为项目而不是您已经知道的容器定义。然后创建一个新的list 实例，其中包含已排序的项目，并返回这个新实例。然后你可以将它传递给你的自定义容器的构造函数，或者你可以使用一个自定义函数 wriap sorted()，它将返回所需的类实例。

【讨论】：

模拟容器类型的链接很有帮助。基本上，如果sorted() 有一个神奇的方法，它会在官方文档中显示为__sorted__()。我几乎问了这个关于reversed() 的问题，而该页面确实列出了__reversed__() 魔术方法。所以有一种神奇的方法可以实现你自己的reversed() 行为而不是sorted()。在您阅读文档的正确部分之前，这并不明显。

这是因为反转集合并不关心项目的值，而是根据这些值对其进行排序。

在我看来唯一重要的区别是 reversed() 在容器中寻找 __reversed__() 方法，而 sorted() 不寻找 __sorted__() 方法。跨度>

这是技术上的差异——你是对的。但是我在上一条评论中解释了 Python 开发人员以这种方式实现它的原因。可以想象一个类以某种方式对项目进行排序而不进行比较，但它不能称为“排序”。

还有其他原因要覆盖排序。例如，我可能想添加一个 issorted 标志，该标志跳过排序算法并返回对象的副本，如果已知对象之前已排序。

【参考方案2】：

正如一些人在 cmets 中所说，集合是无序的，但我认为您的问题并不是关于集合。

Python 使用您提到的数据模型方法 ge、le 和 cmp 来确定类在 sorted() 被呼吁它。你可以在这里看到我是如何尝试调用它的，但是 Python 反对并要求我实现

>>> class a(object):
...   pass
...
>>> b = a()
>>> c = a()
>>> d = [b, c]
>>> sorted(d)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: '<' not supported between instances of 'a' and 'a'

希望这会有所帮助。此外，正如其他人所说，在 collections.abc 中对某些内容进行子类化是个好主意。我会阅读 Effective python 中的第 28 条，其中谈到了这一点以获得一个好主意。

【参考方案3】：

len() 和 str() 是接受对象作为参数并返回整数（分别为字符串）的函数。该对象可以通过__len__() 和__str__() 魔术方法个性化计算len 或生成字符串的方式。

同样，sorted() 是一个函数，它接受对象列表（或任何可迭代对象）并返回已排序对象的列表。对象可以通过__lt__() 魔术方法个性化它们的比较方式。

当我们将 `sorted(my_list) 视为“对列表进行排序”而不是“对列表的元素进行排序”的函数时，会出现一些混淆。

您不想对对象进行排序（即制作对象的有序列表），而只想对在其内部表示中的某些数据进行排序。因此，您需要在对象上使用一个实例方法来更新该内部表示。你可以随意命名它，.sort() 如果你愿意，但你必须在你的一个对象上调用它，它不会参与比较对象。

【讨论】：

你能解释一下如何在不比较的情况下对任何东西进行排序吗？

@ElmoVanKielmo 也许我的意思可以用一个例子更清楚地解释：在问题中，OP想要在SetOfTwo对象中对el_0和el_1属性进行排序（他表示作为“对对象本身进行排序”）。他可以有一个方法来做到这一点，他当然需要比较el_0和el_1。但所有这些都与一堆SetOfTwo 对象的排序（如sorted()）完全无关，其中涉及将SetOfTwo 与另一个SetOfTwo 进行比较。对象之间的这种（也是必要的）比较可以通过对象的__lt__ 方法来完成。