Python進(jìn)階之如何快速將變量插入有序數(shù)組

更新時間：2023年04月20日 08:54:03 作者：生魚同學(xué)

在我們學(xué)習(xí)python的過程中，學(xué)習(xí)序列是一門必修課。本文我們就來一起看一看Python是如何快速將變量插入有序數(shù)組的，感興趣的可以了解一下

在我們學(xué)習(xí)python的過程中，學(xué)習(xí)序列是一門必修課。當(dāng)我們掌握了序列過后，便會學(xué)習(xí)常用的兩個排序函數(shù)sort()與sorted()。但很少有入門的課程介紹兩個插入數(shù)列的常見函數(shù)，今天我們就來一起看一看如何快速將變量插入有序數(shù)組。

利用sort與sorted排序

原地修改與生成新變量

在我們學(xué)習(xí)python的過程中，列表的快速排序函數(shù)是我們的必修課。想要介紹快速插入有序數(shù)列的方法，我們首先來看兩個排序函數(shù)的區(qū)別與聯(lián)系。首先我們來看sort(),請看下面的代碼：

import random
# 隨機生成10個100以內(nèi)的整數(shù)
example_list = [random.randint(1,100) for i in range(10)]
# 對他們進(jìn)行排序
example_list.sort()
print(example_list)

>>> [22, 28, 35, 47, 49, 55, 68, 79, 87, 98]

要注意的是，這里的**sort()**函數(shù)并不會有任何的返回值，而是進(jìn)行原地的排序，請看下面的代碼：

import random
example_list = [random.randint(1,100) for i in range(10)]
example_list_sort_test = example_list.sort()
print(example_list_sort_test)

>>> None

當(dāng)我們利用一個新的變量接收排序后的內(nèi)容時，我們發(fā)現(xiàn)我們得到了None。但**sorted()**與其恰恰相反，其會新生成一個變量用來儲存排序后的列表，請看下面的代碼：

import random
example_list = [random.randint(1,100) for i in range(10)]
example_list_sorted_test = sorted(example_list)
print(example_list_sorted_test)

>>> [6, 14, 14, 20, 28, 50, 58, 58, 71, 83]

可以看到，我們使用**sorted()**進(jìn)行排序時，生成了新的變量儲存并被我們獲取到了。

常用參數(shù)

當(dāng)然，兩個排序函數(shù)使用的參數(shù)有很多的相同的內(nèi)容，我們看下面這個例子：

import random # 導(dǎo)入 random 模塊，用于生成隨機數(shù)

# 創(chuàng)建一個包含 10 個隨機整數(shù)的列表，每個數(shù)的范圍在 1 到 100 之間
example_list_argTest = [random.randint(1, 100) for i in range(10)]

# 將列表按升序排序并打印輸出
example_list_argTest.sort()
print(example_list_argTest)

# 將列表按降序排序并打印輸出
example_list_argTest.sort(reverse=True)
print(example_list_argTest)

# 創(chuàng)建一個包含三個子列表的列表
example_list_argTest_02 = [[5, 7], [1, 8], [9, 6]]
print(example_list_argTest_02)

# 對子列表按第一個元素排序并打印輸出
example_list_argTest_02.sort()
print(example_list_argTest_02)

# 對子列表按第二個元素排序并打印輸出
def takeSecond(test_list):
    return test_list[1]

example_list_argTest_02.sort(key=takeSecond)
print(example_list_argTest_02)

# 創(chuàng)建一個包含四個字符串的列表
example_list_argTest_03 = ['apple', 'big apple', 'pear', 'hen']
print(example_list_argTest_03)

# 對字符串按長度排序并打印輸出
example_list_argTest_03.sort(key=len)
print(example_list_argTest_03)

>>>[4, 18, 26, 41, 43, 52, 77, 77, 97, 98]
>>>[98, 97, 77, 77, 52, 43, 41, 26, 18, 4]
>>>[[5, 7], [1, 8], [9, 6]]
>>>[[1, 8], [5, 7], [9, 6]]
>>>[[9, 6], [5, 7], [1, 8]]
>>>['apple', 'big apple', 'pear', 'hen']
>>>['hen', 'pear', 'apple', 'big apple']

其中，**sorted()**函數(shù)參數(shù)與其是相同的，下面是常用的參數(shù)值以及參數(shù)的意義：

key：參數(shù)可以接受一個函數(shù)作為參數(shù)，該函數(shù)將應(yīng)用于列表中的每個元素以進(jìn)行排序。該函數(shù)應(yīng)該接受一個參數(shù)并返回要用于排序的值。
reverse ：一個可選參數(shù)，用于控制列表排序的順序。當(dāng) reverse 為 True 時，列表將按降序排列；當(dāng) reverse 為 False 或未指定時（默認(rèn)為 False），列表將按升序排列。

利用bisect將變量插入有序序列

獲取插入元素的位置

bisect 用于在已排序的列表中插入元素，并返回插入元素后列表的索引。在其中有兩個可用的函數(shù)，分別是bisect_left() 和 bisect_right(),顯然其主要區(qū)別為一個會返回插入左邊的索引，一個會返回插入右邊的索引。請看下面這個例子：

import bisect

example_list = [random.randint(1,100) for i in range(10)]
example_list.sort()
print(example_list)

left_index = bisect.bisect_left(example_list_sorted_test,58)
print(left_index)

right_index = bisect.bisect_right(example_list_sorted_test,58)
print(right_index)

>>>[9, 11, 16, 22, 40, 59, 60, 68, 83, 99]
>>>6
>>>8

除此之外，上述兩個函數(shù)還有兩個可選參數(shù)，分別如下：

lo 參數(shù)表示搜索范圍的起始位置，可以用于指定在列表的子區(qū)間中進(jìn)行搜索。
hi 參數(shù)表示搜索范圍的結(jié)束位置，可以用于指定在列表的子區(qū)間中進(jìn)行搜索。

我們可以利用上述參數(shù)來選擇部分區(qū)間進(jìn)行插入，請看下面這個例子：

test_list = list(range(10))
print(test_list)
# 指定區(qū)間搜索插入
bisect.bisect_left(test_list, 2, 3, 5)

>>>[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>>3

在這個例子中，我們指定了搜索的區(qū)間插入，并返回了插入的索引位置。

利用insort將元素插入有序序列

如果要將元素插入到列表中而不破壞其排序順序，則可以使用 **insort()**函數(shù)。請看下面這個簡單的例子：

import bisect

sorted_list_example = [1, 3, 4, 6, 8, 9, 11]
bisect.insort(sorted_list_example, 7)
print(sorted_list_example )

>>> [1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 11]

在上述例子中，我們將自定義的變量插入了有序數(shù)組中。

一個應(yīng)用的例子

假設(shè)我們要對輸入的成績進(jìn)行評級，其實可以用上述介紹的方法進(jìn)行編寫，請看下面這個例子：

def grade(score, breakpoints = [60,70,80,90], grades='FDCBA'):
    index = bisect.bisect(breakpoints, score)
    return grades[index]

random_grades = [random.randint(1,100) for i in range(10)]
print(random_grades)

print([grade(s) for s in random_grades])

>>>[27, 28, 35, 89, 20, 61, 20, 89, 53, 92]
>>>['F', 'F', 'F', 'B', 'F', 'D', 'F', 'B', 'F', 'A']

通過合理的使用上述插入序列的函數(shù)，我們完成了一個成績評級的函數(shù)，并返回了不同成績對應(yīng)的評級。