不区分大小写对字符串列表排序

《Python Cookbook（第2版）中文版》第4章引言由David Ascher撰写，本章包括了一些很通用的，可以应用到各处的技术，这些内容难于归结到某个类别。本节为大家介绍用一条语句完成赋值和测试。

5.2  不区分大小写对字符串列表排序

感谢：Kevin Altis、Robin Thomas、Guido van Rossum、Martin V. Lewis、Dave Cross

任务

你想对一个字符串列表排序，并忽略掉大小写信息。举个例子，你想要小写的a排在大写的B前面。默认的情况下，字符串比较是大小写敏感的（比如所有的大写字符排在小写字符之前）。

解决方案

采用decorate-sort-undecorate（DSU）用法既快又简单：

def case_insensitive_sort(string_list):
     auxiliary_list = [(x.lower( ), x) for x in string_list]    # decorate
     auxiliary_list.sort( )                                         # sort
     return [x[1] for x in auxiliary_list]                          # undecorate

Python 2.4已经提供对DSU的原生支持了，因此（假设string_list的元素都是真正的普通字符串，而不是Unicode对象之类），可以用更简短更快的方式：

def case_insensitive_sort(string_list):
     return sorted(string_list, key=str.lower)

讨论

一个很明显的可选方案是编写一个比较函数，并将其传递给sort方法：

def case_insensitive_sort_1(string_list):
      def compare(a, b): return cmp(a.lower( ), b.lower( ))
      string_list.sort(compare)

不过，在每次比较中，lower方法都会被调用两次，而对于长度为n的列表来说，比较的次数与nlog(n)成正比。

DSU方法则创建了一个辅助的列表，每个元素都是元组，元组的元素则来自原列表并被当做"键"处理。这个排序是基于键的，因为Python的元组的比较是根据条目顺序进行的（比如，它会首先比较元组的第一个元素）。要将一个长度为n的字符串列表排序，配合DSU的使用，lower方法只需要被调用n次，因而在第一步，decorate阶段，以及最后一步，undecorate阶段节省了很多时间。

DSU有时也被称为-但这种叫法不是很准确-Schwartzian变换，这是对Perl的一个著名应用的一个不太准确的类比。（如果要说相似，DSU更接近于Guttman-Rosler变换，见http://www.sysarch.com/perl/sort_paper.html。）

DSU是如此重要，因此Python 2.4提供了对它的直接支持。可以给列表的sort方法传递一个可选的命名参数key，而且它可以被调用，作用于列表中的每个元素并获得用于排序的键。如果传递这样的一个参数，排序会在内部使用DSU。因此，在Python 2.4中，string_list.sort(key = str.lower实际上等价于case_insensitive_sort函数，只不过sort方法会直接作用于原列表（且返回None），而不是返回一个排序完毕的拷贝且不对原列表做任何修改。如果你希望case_insensitive_sort函数也能够直接作用于原列表，只需要将return语句修改为对列表本体的赋值：

string_list[:] = [x[1] for x in auxiliary_list]

反过来，在Python 2.4中，如果你希望获得一个排序完毕的拷贝，且让原列表保持不变，可以使用新的内建的sorted函数。比如，在Python 2.4中：

for s in sorted(string_list, key=str.lower): print s

上述代码打印列表中的每一个字符串，这些字符串根据大小写无关的规则进行排序，而且不会影响到string_list本身。

在Python 2.4的解决方案中，将str.lower作为key参数限制了你以特定的方式将字符串排序（不包括Unicode对象）。如果你知道你正在排序的是Unicode对象列表，可以使用key = unicode.lower。如果你希望函数能够同时适用于普通字符串和Unicode对象，可以import string并使用key = string.lower；另外，也可以使用key = lambda s: s.lower( )。

如果需要对字符串列表进行大小写无关的排序，可能也需要用大小写无关的字符串作为键的字典和集合，需要列表对index和count方法表现出与大小写无关的行为方式，需要在各种搜索匹配的任务中忽略掉大小写，等等。如果这是你的需求，那么真正需要的是str的一个子类型，从而在比较和哈希的时候忽略大小写-相比于实现各种容器和函数来满足这些需求，这是解决这类问题的最好的方法。参考1.24节内容，可以看到如何实现这样一种子类型。

更多资料

Python Frequently Asked Questions， http://www.python.org/cgi-bin/faqw.py?req=show&file= faq04.051.htp；5.3节；Python 2.4的Library Reference中关于sorted内建函数，sort和sorted的key参数；1.24节。