Python3 对列表、字典以及二者的嵌套数据(JSON)格式排序

Python 中,列表和字典都是基础数据类型,这两种数据类型会通过相互嵌套和多个层级形成复杂的数据类型,类似 JSON 数据格式,对列表和字典排序其实可以类比是对 JSON 排序。

列表排序

列表可以使用 sorted() 函数排序:

In [1]: color = ['White', 'Black', 'Red', 'Yellow', 'Green', 'Blue']

In [2]: sorted(color)
Out[2]: ['Black', 'Blue', 'Green', 'Red', 'White', 'Yellow']

对列表降序排序:

In [3]: sorted(color, reverse=True)
Out[3]: ['Yellow', 'White', 'Red', 'Green', 'Blue', 'Black']

也可以使用列表内置的排序属性 list.sort()

In [1]: color = ['White', 'Black', 'Red', 'Yellow', 'Green', 'Blue']

In [2]: color
Out[2]: ['White', 'Black', 'Red', 'Yellow', 'Green', 'Blue']

In [3]: color.sort()

In [4]: color
Out[4]: ['Black', 'Blue', 'Green', 'Red', 'White', 'Yellow']

In [5]: color.sort(reverse=True)

In [6]: color
Out[6]: ['Yellow', 'White', 'Red', 'Green', 'Blue', 'Black']

list.sort() 只有列表才有的属性,它会直接修改原列表并返回 None(原地排序)。而 sorted() 适用于任何可迭代的对象,如果你不需要原地排序使用 sorted() 会更加方便和高效。

字典排序

字典使用 sorted() 函数排序:

In [1]: color = {'White': 1, 'Black': 2, 'Red': 3, 'Yellow': 3, 'Green': 2, 'Blue': 1}

In [2]: color
Out[2]: {'White': 1, 'Black': 2, 'Red': 3, 'Yellow': 3, 'Green': 2, 'Blue': 1}

对字典的键升序排序:

In [3]: sorted(color)
Out[3]: ['Black', 'Blue', 'Green', 'Red', 'White', 'Yellow']

sorted() 函数默认对字典的键升序排序,等同如下形式:

In [4]: sorted(color.keys(), reverse=False)
Out[4]: ['Black', 'Blue', 'Green', 'Red', 'White', 'Yellow']

对字典的键降序排序:

In [5]: sorted(color, reverse=True)
Out[5]: ['Yellow', 'White', 'Red', 'Green', 'Blue', 'Black']

In [6]: sorted(color.keys(), reverse=True)
Out[6]: ['Yellow', 'White', 'Red', 'Green', 'Blue', 'Black']

对字典的值升序排序:

In [7]: sorted(color.values())
Out[7]: [1, 1, 2, 2, 3, 3]

这种排序结果是字典值的列表,所以一般情况下需要指定排序算法,通常使用 lambda 函数作为排序规则。

lambda x: x[1]x 是元组,x[0] 是键,x[1] 是值。

In [8]: sorted(color.items(), key=lambda x: x[1])
Out[8]: 
[('White', 1),
 ('Blue', 1),
 ('Black', 2),
 ('Green', 2),
 ('Red', 3),
 ('Yellow', 3)]

字典排序完成后可以通过 dict() 函数将元组变回字典:

In [15]: dict(sorted(color.items(), key=lambda x: x[1]))
Out[15]: {'White': 1, 'Blue': 1, 'Black': 2, 'Green': 2, 'Red': 3, 'Yellow': 3}

在 Python 3.5(含)以前,字典是不能保证顺序的,键值对 A 先插入字典,键值对 B 后插入字典,但是当你打印字典的 Keys 列表时,你会发现 B 可能在A的前面。 但是从 Python 3.6 开始,字典是变成有顺序的了。

嵌套排序

上文只是对列表和字段排序进行单独的说明,但是在实际开发过程中嵌套排序才是经常遇到的,所以嵌套排序才是本文的重点。

通过排列组合可知嵌套排序有如下四种:

字典嵌套字典

In [1]: color = {
   ...:     'White': {'level': 1},
   ...:     'Black': {'level': 2},
   ...:     'Red': {'level': 3},
   ...:     'Yellow': {'level': 3},
   ...:     'Green': {'level': 2},
   ...:     'Blue': {'level': 1}
   ...: }

In [2]: color
Out[2]: 
{'White': {'level': 1},
 'Black': {'level': 2},
 'Red': {'level': 3},
 'Yellow': {'level': 3},
 'Green': {'level': 2},
 'Blue': {'level': 1}}

对字典的键升序排序:

In [3]: sorted(color.items())
Out[3]: 
[('Black', {'level': 2}),
 ('Blue', {'level': 1}),
 ('Green', {'level': 2}),
 ('Red', {'level': 3}),
 ('White', {'level': 1}),
 ('Yellow', {'level': 3})]
 
In [4]: dict(sorted(color.items()))
Out[4]: 
{'Black': {'level': 2},
 'Blue': {'level': 1},
 'Green': {'level': 2},
 'Red': {'level': 3},
 'White': {'level': 1},
 'Yellow': {'level': 3}}

对字典的键降序排序:

In [5]: sorted(color.items(), key=lambda x: x[0], reverse=True)
Out[5]: 
[('Yellow', {'level': 3}),
 ('White', {'level': 1}),
 ('Red', {'level': 3}),
 ('Green', {'level': 2}),
 ('Blue', {'level': 1}),
 ('Black', {'level': 2})]

In [6]: dict(sorted(color.items(), key=lambda x: x[0], reverse=True))
Out[6]: 
{'Yellow': {'level': 3},
 'White': {'level': 1},
 'Red': {'level': 3},
 'Green': {'level': 2},
 'Blue': {'level': 1},
 'Black': {'level': 2}}

字典嵌套列表

In [1]: color = {
   ...:     'White': [250, 255, 251],
   ...:     'Black': [0, 2, 1],
   ...:     'Red': [255, 2, 0],
   ...:     'Yellow': [255, 254, 0],
   ...:     'Green': [1, 128, 0],
   ...:     'Blue': [0, 1, 255]
   ...: }

In [2]: color
Out[2]: 
{'White': [250, 255, 251],
 'Black': [0, 2, 1],
 'Red': [255, 2, 0],
 'Yellow': [255, 254, 0],
 'Green': [1, 128, 0],
 'Blue': [0, 1, 255]}

对字典的键升序排序:

In [3]: sorted(color.items())
Out[3]: 
[('Black', [0, 2, 1]),
 ('Blue', [0, 1, 255]),
 ('Green', [1, 128, 0]),
 ('Red', [255, 2, 0]),
 ('White', [250, 255, 251]),
 ('Yellow', [255, 254, 0])]

In [4]: dict(sorted(color.items()))
Out[4]: 
{'Black': [0, 2, 1],
 'Blue': [0, 1, 255],
 'Green': [1, 128, 0],
 'Red': [255, 2, 0],
 'White': [250, 255, 251],
 'Yellow': [255, 254, 0]}

对字典中列表的值升序排序:

In [5]: sorted(color.items(), key=lambda x: x[1][0])
Out[5]: 
[('Black', [0, 2, 1]),
 ('Blue', [0, 1, 255]),
 ('Green', [1, 128, 0]),
 ('White', [250, 255, 251]),
 ('Red', [255, 2, 0]),
 ('Yellow', [255, 254, 0])]

In [6]: sorted(color.items(), key=lambda x: x[1][1])
Out[6]: 
[('Blue', [0, 1, 255]),
 ('Black', [0, 2, 1]),
 ('Red', [255, 2, 0]),
 ('Green', [1, 128, 0]),
 ('Yellow', [255, 254, 0]),
 ('White', [250, 255, 251])]

In [7]: sorted(color.items(), key=lambda x: x[1][2])
Out[7]: 
[('Red', [255, 2, 0]),
 ('Yellow', [255, 254, 0]),
 ('Green', [1, 128, 0]),
 ('Black', [0, 2, 1]),
 ('White', [250, 255, 251]),
 ('Blue', [0, 1, 255])]

lambda x: x[1][0] 中,x[1][0] 代表按列表第一个值排序,以此类推。

对字典中列表的值降序排序:

In [8]: sorted(color.items(), key=lambda x: x[1][0], reverse=True)
Out[8]: 
[('Red', [255, 2, 0]),
 ('Yellow', [255, 254, 0]),
 ('White', [250, 255, 251]),
 ('Green', [1, 128, 0]),
 ('Black', [0, 2, 1]),
 ('Blue', [0, 1, 255])]

列表嵌套列表

In [1]: color = [['White', 2], ['Black', 3], ['Red', 4],['White', 1], ['Black', 2], ['Red', 3]]

In [2]: color
Out[2]: 
[['White', 2],
 ['Black', 3],
 ['Red', 4],
 ['White', 1],
 ['Black', 2],
 ['Red', 3]]

In [3]: sorted(color)
Out[3]: 
[['Black', 2],
 ['Black', 3],
 ['Red', 3],
 ['Red', 4],
 ['White', 1],
 ['White', 2]]

In [4]: sorted(color, reverse=True)
Out[4]: 
[['White', 2],
 ['White', 1],
 ['Red', 4],
 ['Red', 3],
 ['Black', 3],
 ['Black', 2]]

列表嵌套字典

In [1]: colors = [
   ...:     {'color': 'White', 'level': 2},
   ...:     {'color': 'Black', 'level': 3},
   ...:     {'color': 'Red', 'level': 4},
   ...:     {'color': 'White', 'level': 1},
   ...:     {'color': 'Black', 'level': 2},
   ...:     {'color': 'Red', 'level': 3}
   ...: ]

In [2]: colors
Out[2]: 
[{'color': 'White', 'level': 2},
 {'color': 'Black', 'level': 3},
 {'color': 'Red', 'level': 4},
 {'color': 'White', 'level': 1},
 {'color': 'Black', 'level': 2},
 {'color': 'Red', 'level': 3}]

对列表中每个字典的 color 字段进行排序(单级排序):

In [3]: sorted(colors, key=lambda x: x['color'])
Out[3]: 
[{'color': 'Black', 'level': 3},
 {'color': 'Black', 'level': 2},
 {'color': 'Red', 'level': 4},
 {'color': 'Red', 'level': 3},
 {'color': 'White', 'level': 2},
 {'color': 'White', 'level': 1}]

对列表中每个字典的 color 字段进行排序后再对 level 字段排序(多级排序):

In [4]: sorted(colors, key=lambda x: (x['color'], x['level']))
Out[4]: 
[{'color': 'Black', 'level': 2},
 {'color': 'Black', 'level': 3},
 {'color': 'Red', 'level': 3},
 {'color': 'Red', 'level': 4},
 {'color': 'White', 'level': 1},
 {'color': 'White', 'level': 2}]

参考文章:
https://docs.python.org/zh-cn/3/howto/sorting.html
https://www.kingname.info/2019/07/13/python-dict
https://blog.csdn.net/ray_up/article/details/42084863

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