练习题：66
目录
Python题目
题目
题目分析
需求理解
关键知识点
实现思路分析
复杂度分析
可能遇到的问题及注意事项
代码实现
1. 使用 list.sort() 方法进行升序排序
2. 使用 list.sort() 方法进行降序排序
3. 使用 sorted() 函数进行升序排序
4. 使用 sorted() 函数进行降序排序
5. 对字符串列表进行排序
6. 使用自定义 key 函数进行排序
运行思路
1. 使用 list.sort() 方法进行升序排序
2. 使用 list.sort() 方法进行降序排序
3. 使用 sorted() 函数进行升序排序
4. 使用 sorted() 函数进行降序排序
5. 对字符串列表进行排序
6. 使用自定义 key 函数进行排序
结束语
Python题目
题目
对列表进行排序。
题目分析
需求理解
本题要求使用 Python 对列表进行排序。列表是 Python 中一种常用的数据结构，排序操作是对列表中的元素按照一定的规则（通常是升序或降序）重新排列。排序操作在数据处理、算法实现等多个场景中都非常常见，例如在查找最大值、最小值，或者对数据进行统计分析时，往往需要先对数据进行排序。
关键知识点
为了实现对列表的排序，需要掌握以下 Python 相关知识点：
- 列表的概念：列表是 Python 中的一种可变、有序的数据类型，用方括号
[]表示，可以包含不同类型的元素。 - 内置排序函数：Python 提供了两种主要的排序方式：
list.sort()方法：这是列表对象的一个方法，它会直接对原列表进行排序，改变原列表的元素顺序，返回值为None。sorted()函数：这是一个内置函数，它接受一个可迭代对象（如列表）作为参数，返回一个新的已排序的列表，原列表的顺序不会改变。
- 排序规则：默认情况下，Python 会按照元素的自然顺序进行排序，例如对于数字列表，会按照数值大小排序；对于字符串列表，会按照字母顺序排序。可以通过
key参数指定自定义的排序规则，还可以通过reverse参数指定排序的方向（升序或降序）。
实现思路分析
- 选择排序方式：根据具体需求，决定使用
list.sort()方法还是sorted()函数。如果需要保留原列表的顺序，使用sorted()函数；如果可以直接修改原列表，使用list.sort()方法。 - 确定排序规则：根据元素的类型和具体需求，确定是否需要使用
key参数指定自定义的排序规则，以及是否需要使用reverse参数指定降序排序。 - 执行排序操作：调用相应的排序方法或函数，完成列表的排序。
复杂度分析
- 时间复杂度：Python 的排序算法通常使用的是 Timsort 算法，其平均时间复杂度为 \(O(n log n)\)，其中 n 是列表的长度。
- 空间复杂度：
list.sort()方法的空间复杂度为 \(O(log n)\)，因为它是原地排序，只需要额外的少量空间用于递归调用。sorted()函数的空间复杂度为 \(O(n)\)，因为它会返回一个新的已排序的列表，需要额外的空间来存储。
可能遇到的问题及注意事项
- 元素类型一致性：在排序时，列表中的元素类型应该是可以比较的。如果列表中包含不同类型的元素，可能会导致排序错误。
- 自定义排序规则：使用
key参数指定自定义排序规则时，要确保key函数返回的值是可以比较的。 - 排序方向：使用
reverse参数时，要注意其值为True表示降序排序，False表示升序排序（默认值）。
代码实现
1. 使用 list.sort() 方法进行升序排序
numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
# 直接对原列表进行升序排序
numbers.sort()
print(numbers)
代码解释：
numbers是一个包含整数的列表。numbers.sort()调用列表对象的sort()方法，该方法会直接修改原列表numbers的元素顺序，将其按升序排列。- 最后使用
print(numbers)输出排序后的列表。
2. 使用 list.sort() 方法进行降序排序
numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
# 通过设置 reverse=True 对原列表进行降序排序
numbers.sort(reverse=True)
print(numbers)
代码解释：
reverse是sort()方法的一个参数，当设置为True时，列表会按降序排列。- 其他部分与升序排序的代码类似，最终输出降序排序后的列表。
3. 使用 sorted() 函数进行升序排序
numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
# sorted() 函数返回一个新的已排序列表，原列表不变
sorted_numbers = sorted(numbers)
print("原列表:", numbers)
print("排序后的新列表:", sorted_numbers)
代码解释：
sorted(numbers)调用 Python 的内置函数sorted()，它会接收列表numbers作为参数，返回一个新的已排序的列表，而原列表numbers保持不变。- 最后分别打印原列表和排序后的新列表。
4. 使用 sorted() 函数进行降序排序
numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
# 通过设置 reverse=True 让 sorted() 函数返回降序排序的新列表
sorted_numbers = sorted(numbers, reverse=True)
print("原列表:", numbers)
print("降序排序后的新列表:", sorted_numbers)
代码解释：
- 同样使用
sorted()函数，通过将reverse参数设置为True，使得返回的新列表是按降序排列的。 - 打印原列表和降序排序后的新列表。
5. 对字符串列表进行排序
words = ["banana", "apple", "cherry", "date"]
# 对字符串列表进行升序排序
words.sort()
print(words)
代码解释：
words是一个包含字符串的列表。words.sort()对字符串列表按字母顺序进行升序排序，然后输出排序后的列表。
6. 使用自定义 key 函数进行排序
students = [("Alice", 25), ("Bob", 20), ("Charlie", 22)]
# 按照学生年龄进行升序排序
students.sort(key=lambda x: x[1])
print(students)
代码解释：
students是一个包含元组的列表，每个元组代表一个学生，元组的第一个元素是学生姓名，第二个元素是学生年龄。key=lambda x: x[1]是一个匿名函数，它指定了排序的规则，即按照每个元组的第二个元素（年龄）进行排序。- 最后输出按年龄排序后的学生列表。
运行思路
1. 使用 list.sort() 方法进行升序排序
numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
numbers.sort()
print(numbers)
- 列表初始化：程序开始时，定义了一个包含整数的列表
numbers，其元素顺序是无序的。 - 调用
sort()方法：执行numbers.sort()时，Python 解释器会调用列表对象的sort()方法。该方法使用 Timsort 算法（Python 内置的高效排序算法）对列表numbers进行原地排序，即直接修改原列表中元素的顺序，将其按照升序重新排列。 - 输出结果：排序完成后，
print(numbers)语句将排序后的列表内容输出到控制台。
2. 使用 list.sort() 方法进行降序排序
numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
numbers.sort(reverse=True)
print(numbers)
- 列表初始化：同样先定义无序的整数列表
numbers。 - 调用
sort()方法并指定降序：当执行numbers.sort(reverse=True)时，sort()方法仍然使用 Timsort 算法，但由于reverse参数被设置为True，它会将列表按降序排列。 - 输出结果：排序完成后，打印出降序排列后的列表。
3. 使用 sorted() 函数进行升序排序
numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
sorted_numbers = sorted(numbers)
print("原列表:", numbers)
print("排序后的新列表:", sorted_numbers)
- 列表初始化：定义无序整数列表
numbers。 - 调用
sorted()函数：sorted(numbers)会将列表numbers作为输入，使用 Timsort 算法对其元素进行排序，然后返回一个新的已排序的列表。原列表numbers保持不变。 - 输出结果：分别打印原列表和排序后的新列表，展示
sorted()函数不改变原列表的特性。
4. 使用 sorted() 函数进行降序排序
numbers = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
sorted_numbers = sorted(numbers, reverse=True)
print("原列表:", numbers)
print("降序排序后的新列表:", sorted_numbers)
- 列表初始化：定义无序整数列表
numbers。 - 调用
sorted()函数并指定降序：sorted(numbers, reverse=True)调用sorted()函数，同时将reverse参数设置为True，使得返回的新列表是按降序排列的，原列表numbers依旧保持不变。 - 输出结果：分别打印原列表和降序排序后的新列表。
5. 对字符串列表进行排序
words = ["banana", "apple", "cherry", "date"]
words.sort()
print(words)
- 列表初始化：定义一个包含字符串的列表
words，其元素顺序无序。 - 调用
sort()方法：执行words.sort()时，sort()方法会按照字符串的字母顺序（基于 Unicode 编码）对列表进行升序排序，直接修改原列表的元素顺序。 - 输出结果：打印排序后的字符串列表。
6. 使用自定义 key 函数进行排序
students = [("Alice", 25), ("Bob", 20), ("Charlie", 22)]
students.sort(key=lambda x: x[1])
print(students)
- 列表初始化：定义一个包含元组的列表
students，每个元组代表一个学生，包含学生姓名和年龄信息。 - 调用
sort()方法并指定自定义排序规则：students.sort(key=lambda x: x[1])中，key参数接受一个函数。这里使用了匿名函数lambda x: x[1]，它表示对于列表中的每个元组x，取其第二个元素（即年龄）作为排序的依据。sort()方法会根据这个自定义规则对列表进行升序排序，直接修改原列表的元素顺序。 - 输出结果：打印按年龄排序后的学生列表。
综上所述，Python 提供的 list.sort() 方法和 sorted() 函数都能实现列表排序，list.sort() 用于原地修改列表顺序，sorted() 用于返回新的已排序列表，同时可以通过 reverse 参数控制排序方向，通过 key 参数指定自定义排序规则。
结束语
掌握列表排序技巧，你已解锁数据处理关键技能。无论是简单的数值整理，还是复杂数据结构的逻辑排列，排序都能让数据井然有序，为后续分析与操作筑牢根基。
在实际编程中，排序应用广泛。数据分析时，有序数据便于快速定位关键信息；算法设计里，排序常作为核心步骤优化效率。你可进一步探索，比如结合 bisect 模块在有序列表中高效查找，或利用 heapq 模块实现特殊排序场景。
编程是场永不止步的学习之旅，每掌握一项新技能，你就离高效、优质编程更近一步。希望你保持钻研精神，持续挖掘 Python 丰富特性，用代码解决更多复杂问题，创造出更具价值的程序。