聊聊python字符串怎么排序这事儿,说起来好像很简单,但真要掰开了揉碎了讲,里头的门道还不少呢。尤其是刚开始学Python那会儿,我老是被这些细节绊住脚,想着“唉呀,不就是排个序嘛,还能玩出什么花样?”结果发现,嘿,还真能!今天就来跟你唠唠,我踩过的那些坑,以及后来怎么一点点摸索明白的。

首先得弄清楚一个事儿:python字符串本身是不可变的。啥意思?就是说,你一旦创建了一个字符串,就别想直接在原地上给它改头换面,比如把里面的字符挪个位置。所以,我们说的“python字符串怎么排序”,通常不是指直接给一个字符串排序,而是指:

  1. 对一个包含字符串的列表或元组进行排序
  2. 对一个字符串中的字符进行排序,然后生成一个新的字符串。
  3. 根据某种规则比较两个字符串,确定它们谁先谁后。

咱们一个一个来说。

场景一:给装着字符串的“筐”——列表排序

这个算是最常见的需求了吧?你手里有一堆字符串,可能是一串名字,一列商品编号,或者别的什么,你想按字母顺序、按长度、甚至按里面的某个特定字符来给它们排排坐。Python里有两个内置的排序方法,特别好用:list.sort()sorted() 函数。

先说 list.sort()。这玩意儿是原地排序,也就是说,它直接修改原来的列表,排完后,原来的列表就变成有序的了。它的好处是,因为它不需要额外创建新的列表。但缺点也很明显:它只能用于列表,而且它没有返回值(或者说返回None)。

举个例子,想象你有个列表,里面是几个水果的名字:fruits = ['banana', 'apple', 'Orange', 'grape']

如果你直接 fruits.sort(),再看看 fruits,它就变成 ['Orange', 'apple', 'banana', 'grape'] 了。等等,为啥'Orange'跑前面去了?这就是个小陷阱:默认的排序是基于ASCII值来比较的。大写字母的ASCII值比小写字母小,所以'Orange'就排在了前面。是不是有点出乎意料?

那怎么才能不区分大小写呢?sort() 方法有个救兵,叫 key 参数。你可以给 key 传一个函数,这个函数会在比较之前,先对每个元素进行处理。比如,你想忽略大小写,就可以用 str.lower 这个方法:fruits.sort(key=str.lower)。这回再看 fruits,就是 ['apple', 'banana', 'grape', 'Orange'] 了。这看起来是不是顺眼多了?它其实不是把字符串本身变小写再排序,而是在比较的时候,临时拿小写版本来决定顺序。很巧妙吧?

除了 key,还有一个 reverse 参数,设成 True 就能倒序排列fruits.sort(reverse=True),这下列表就变成从大到小(按ASCII值)排了。

再来说 sorted() 函数。这个函数更通用,它不改变原来的序列,而是返回一个新的、排好序的列表。它可以作用于任何可迭代对象,不只是列表。字符串、元组、集合、字典的键等等,都能用 sorted()

还是那个水果列表:fruits = ['banana', 'apple', 'Orange', 'grape']
如果你写 sorted_fruits = sorted(fruits),那么 sorted_fruits 会是 ['Orange', 'apple', 'banana', 'grape'],而原来的 fruits 列表保持不变

sorted() 函数也支持 keyreverse 参数,用法跟 list.sort() 一模一样。sorted(fruits, key=str.lower) 就会返回 ['apple', 'banana', 'grape', 'Orange'],而 sorted(fruits, reverse=True) 返回 ['grape', 'banana', 'apple', 'Orange']

所以,什么时候用 sort(),什么时候用 sorted() 如果你需要修改原列表,并且对性能要求高(尤其是处理大数据时,少创建对象能省点内存和时间),用 sort()。如果你需要保留原列表,或者想对非列表的可迭代对象排序,就用 sorted()。这是个很实用的选择题,搞明白了能少走不少弯路。

更高级一点的排序

有时候,你可能想根据字符串的长度来排序。比如,你想把短的名字排在前面。这也很简单,还是利用 key 参数。Python内置的 len 函数就能获取长度,所以 list.sort(key=len) 或者 sorted(list, key=len) 就搞定了。

还有更复杂的呢?比如,你有一堆文件名,格式是 'file_1.txt', 'file_10.txt', 'file_2.txt'。如果你直接按字母排序,你会得到 'file_1.txt', 'file_10.txt', 'file_2.txt',因为 '1''10' 的第一个字符 '1' 和第二个字符 '0' 的ASCII值组合起来看,是这个顺序。但你可能想要自然排序,也就是像人读数字那样,把 'file_2.txt' 排在 'file_10.txt' 前面。

这时候,key 参数的威力就体现出来了。你可以写一个更复杂的函数,甚至用 lambda 表达式,来提取字符串中用于排序的部分。对于自然排序,Python的标准库里有个 re 模块(正则表达式),结合 key 函数可以实现。但标准库里还有一个更直接的轮子,叫 naturally,不过它不是标准库的。标准库里可以用 locale 模块或者自定义 key 函数结合 re 来实现。不过说实话,处理复杂的自然排序,最方便的是用第三方库,比如 natsort。安装后,natsorted(list) 就能实现漂亮的自然排序了。看,python字符串怎么排序,需求越复杂,工具箱里的东西就越多。

场景二:给字符串本身的字符排序

前面说了,字符串不可变,所以给字符串本身排序,其实是把字符串变成一个字符的序列(比如列表),排序这个序列,然后再把排好序的字符序列重新组成一个新字符串

还是用 sorted() 函数,因为它能处理任何可迭代对象,包括字符串。
比如,你有字符串 'python'
sorted('python') 会返回一个列表:['h', 'n', 'o', 'p', 't', 'y']。注意,返回的是一个列表!
那怎么变回字符串呢?用字符串的 join() 方法。''.join(sorted('python')) 就会得到 'hnopty'

如果你想按逆序排列字符串里的字符呢?
''.join(sorted('python', reverse=True)) 就会得到 'ytpont'

这个技巧在处理一些算法问题时很有用,比如判断两个单词是不是字母异位词(anagrams)。如果两个单词排序后的字符序列一样,那它们就是字母异位词。比如 'listen''silent',排序后都是 'eilnst',所以它们是字母异位词。sorted('listen') == sorted('silent') 结果就是 True。这种用法,可以说是把python字符串怎么排序的应用推到了一个有趣的角落。

场景三:字符串之间的比较

虽然不直接是“排序”操作,但理解字符串怎么比较是排序的基础。Python默认是按照字符的ASCII值(或者更准确地说,是Unicode码点)进行逐个比较的。

比如,比较 'apple''banana'
先比第一个字符:'a''b'。因为 'a' 的ASCII值(97)小于 'b' 的ASCII值(98),所以 'apple' 就被认为小于 'banana',比较到这里就结束了。

再比如,比较 'cat''car'
第一个字符 'c' 一样。
第二个字符 'a' 一样。
第三个字符:'t''r'。因为 't' 的ASCII值(116)大于 'r' 的ASCII值(114),所以 'cat' 被认为大于 'car'

如果一个字符串是另一个字符串的前缀,比如 'app''apple',那么长的那个被认为更大。'app' < 'apple'

这个默认的比较规则,就是前面提到的 sort()sorted() 函数在没有指定 key 参数时的依据。

如果你需要非标准的比较,比如中文环境下的拼音排序,或者德语中带有变音符号的词语排序,情况就复杂了。Python的 locale 模块可以派上用场。设置好本地化环境后,再进行排序,就能遵循当地的语言习惯了。但这块涉及系统环境和编码,有时候处理起来比较棘手。绝大多数情况下,python字符串怎么排序的需求,用默认的ASCII/Unicode排序或者配合 key 参数就足够了。

总结一下,python字符串怎么排序,这其实是个多层面的问题。它可能是指给装着字符串的容器排序,可能是给字符串里的字符重排生成新串,而这一切的基础,都是字符串之间的比较规则。sort()sorted() 是你的左膀右臂,配合 key 参数几乎能解决所有常规的排序需求。理解它们的区别,灵活运用 key 函数,你就能在处理字符串排序时游刃有余了。别再被那些默认行为搞蒙圈了,掌握了这几招,python字符串怎么排序对你来说就不再是个难题,而是一个可以玩转的技巧啦!

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