Пропустить до содержимого
CodeMDD.io | Coding Tutorials

Как использовать отсортированный по значению словарь в Python?

[

Сортировка словаря в Python: значения, ключи и многое другое

В этом руководстве вы:

  • Познакомитесь с использованием функции sorted()
  • Узнаете, как получить представления словаря для итерации
  • Поймете, как словари приводятся к спискам при сортировке
  • Узнаете, как указать ключ сортировки для сортировки словаря по значению, ключу или вложенному атрибуту
  • Ознакомитесь с генераторами словарей и конструктором dict() для восстановления ваших словарей
  • Рассмотрите альтернативные структуры данных для ваших данных ключ-значение

В процессе вы также будете использовать модуль timeit для измерения времени выполнения вашего кода и получения конкретных результатов для сравнения различных методов сортировки данных ключ-значение. Вы также рассмотрите, действительно ли сортированный словарь - это наилучший вариант, поскольку это не особенно распространенный паттерн.

Прежде чем попытаться отсортировать словарь в Python, вы узнаете несколько основ, чтобы получить некоторое представление.

Открытие словарного порядка в Python

В результате реализации компактного словаря в Python 3.6 словари начали сохранять [порядок вставки](https://mail.python.org/pipermail/python-

Если вы хотите сохранить упорядоченный словарь в качестве структуры данных до Python 3.6, то вы можете воспользоваться объектом collections.OrderedDict. Этот тип данных был введен в Python 2.7.

Хотя словари теперь сохраняют порядок вставки, сортировка словарей не входит в их функциональность по умолчанию. Это означает, что когда вы пытаетесь отсортировать словарь, передавая его в функцию sorted(), вы не получаете ожидаемых результатов. Чтобы правильно отсортировать словарь в Python, вам нужно предпринять дополнительные шаги.

Понимание того, что на самом деле означает сортировка словаря

data = {"apple": 7, "banana": 3, "cherry": 5}
sorted_data = sorted(data)
print(sorted_data)

Возвращаемое значение будет:

['apple', 'banana', 'cherry']

Во-первых, давайте разберемся с функцией sorted(). Функция sorted() принимает итерабельный объект в качестве аргумента и возвращает новый отсортированный список элементов. В случае словарей без указания дополнительных аргументов sorted() сортирует ключи словаря в порядке возрастания.

В нашем примере мы получаем список отсортированных ключей словаря {'apple': 7, 'banana': 3, 'cherry': 5}. Если мы хотим отсортировать значения словаря или выполнить сортировку с использованием какого-то другого критерия, нам нужна другая стратегия.

Сортировка словарей в Python

Использование функции sorted()

Функция sorted() принимает итерируемый объект в качестве аргумента и возвращает отсортированный список элементов. При передаче словаря в sorted() будет произведена сортировка по ключу по умолчанию. Чтобы отсортировать значения словаря или использовать другой критерий сортировки, вы можете использовать аргумент key функции sorted().

data = {"apple": 7, "banana": 3, "cherry": 5}
sorted_data = sorted(data.values())
print(sorted_data)

Возвращаемое значение будет:

[3, 5, 7]

В этом примере мы сортируем значения словаря {'apple': 7, 'banana': 3, 'cherry': 5}. Мы передаем data.values() в качестве аргумента для функции sorted(), чтобы получить список значений словаря. Затем мы выводим отсортированный список значений.

Получение ключей, значений или и того, и другого из словаря

Помимо сортировки значений словаря, вы также можете получить список ключей или пар ключ-значение. Для этого вы можете использовать методы keys(), values() и items(), соответственно.

data = {"apple": 7, "banana": 3, "cherry": 5}
keys = data.keys()
values = data.values()
items = data.items()
print(keys)
print(values)
print(items)

Возвращаемые значения будут:

dict_keys(['apple', 'banana', 'cherry'])
dict_values([7, 3, 5])
dict_items([('apple', 7), ('banana', 3), ('cherry', 5)])

Метод keys() возвращает представление ключей словаря. Метод values() возвращает представление значений словаря. Метод items() возвращает представление пар ключ-значение словаря. Обратите внимание, что все эти методы возвращают представления, а не обычные списки или кортежи.

Понимание того, как Python сортирует кортежи

При использовании функции sorted() для сортировки значений или ключей словаря, Python фактически сортирует кортежи. Это связано с тем, что каждый элемент внутри представления ключей или значений словаря является парой (ключ, значение).

Python сортирует кортежи на основе лексикографического порядка. Это означает, что сначала сравниваются первые элементы, а затем - вторые элементы при необходимости. Для примера рассмотрим следующий код:

data = {"apple": 7, "banana": 3, "cherry": 5}
sorted_data = sorted(data.items())
print(sorted_data)

Возвращаемое значение будет:

[('apple', 7), ('banana', 3), ('cherry', 5)]

В этом примере мы сортируем представление пар ключ-значение словаря {'apple': 7, 'banana': 3, 'cherry': 5} с использованием функции sorted(). Как результат, мы получаем отсортированный список кортежей.

Использование параметра key и лямбда-функций

При использовании функции sorted() вы можете передать аргумент key, который указывает на функцию, используемую для преобразования элементов перед их сортировкой. Это позволяет вам задать особые условия сортировки. Одним из способов сделать это является использование лямбда-функций.

data = {"apple": 7, "banana": 3, "cherry": 5}
sorted_data = sorted(data.items(), key=lambda x: x[1])
print(sorted_data)

Возвращаемое значение будет:

[('banana', 3), ('cherry', 5), ('apple', 7)]

В этом примере мы сортируем представление пар ключ-значение словаря {'apple': 7, 'banana': 3, 'cherry': 5} по значению. В аргументе key мы используем лямбда-функцию lambda x: x[1], которая возвращает второй элемент каждого кортежа (значение словаря). Таким образом, пары ключ-значение сортируются по значению.

Выбор вложенного значения с помощью ключа сортировки

При сортировке словаря вы также можете указать функцию, которая будет использоваться в качестве ключа сортировки и выбирать вложенное значение словаря.

data = {"apple": {"count": 5}, "banana": {"count": 3}, "cherry": {"count": 7}}
sorted_data = sorted(data.items(), key=lambda x: x[1]["count"])
print(sorted_data)

Возвращаемое значение будет:

[('banana', {'count': 3}), ('apple', {'count': 5}), ('cherry', {'count': 7})]

В этом примере мы сортируем представление пар ключ-значение словаря {'apple': {'count': 5}, 'banana': {'count': 3}, 'cherry': {'count': 7}} по значению "count" во вложенных словарях. Лямбда-функция lambda x: x[1]["count"] выбирает значение "count" во втором элементе каждого кортежа (вложенное значение словаря), и словари сортируются по значениям "count".

Преобразование обратно в словарь

После сортировки словаря вы можете преобразовать его обратно в словарь с помощью конструктора dict(). Это может быть особенно полезным, если вам нужно сохранить упорядоченный словарь.

data = {"apple": 7, "banana": 3, "cherry": 5}
sorted_data = sorted(data.items(), key=lambda x: x[1])
sorted_dict = dict(sorted_data)
print(sorted_dict)

Возвращаемое значение будет:

{'banana': 3, 'cherry': 5, 'apple': 7}

В этом примере мы сначала сортируем представление пар ключ-значение словаря {'apple': 7, 'banana': 3, 'cherry': 5} по значению. Затем мы используем конструктор dict() для преобразования отсортированных данных в обратно в словарь. Результат - упорядоченный словарь {'banana': 3, 'cherry': 5, 'apple': 7}.

Рассмотрение стратегических и производственных вопросов

Использование специальных функций-геттеров для увеличения производительности и читабельности кода

При сортировке словаря вы можете использовать специальные функции-геттеры, чтобы улучшить производительность и читабельность кода. Вместо создания лямбда-функции на каждой итерации вы можете использовать функции из модуля operator, такие как itemgetter() и attrgetter().

from operator import itemgetter


data = {"apple": 7, "banana": 3, "cherry": 5}
sorted_data = sorted(data.items(), key=itemgetter(1))
print(sorted_data)

Возвращаемое значение будет:

[('banana', 3), ('cherry', 5), ('apple', 7)]

В этом примере мы используем функцию itemgetter() из модуля operator, чтобы получить второй элемент кортежа (значение словаря) для сортировки словаря. Результат будет таким же, как и при использовании лямбда-функции в предыдущем примере.

Измерение производительности при использовании itemgetter()

from operator import itemgetter
import timeit


data = {"apple": 7, "banana": 3, "cherry": 5}


def sort_with_lambda(data):
    return sorted(data.items(), key=lambda x: x[1])


def sort_with_itemgetter(data):
    return sorted(data.items(), key=itemgetter(1))


lambda_time = timeit.timeit("sort_with_lambda(data)", globals=globals(), number=1000000)
itemgetter_time = timeit.timeit("sort_with_itemgetter(data)", globals=globals(), number=1000000)


print("Time taken with lambda: ", lambda_time)
print("Time taken with itemgetter: ", itemgetter_time)

Возвращаемое значение будет:

Time taken with lambda:  2.2937920000000003
Time taken with itemgetter:  1.3087067999999982

В этом примере мы сравниваем производительность использования лямбда-функции с использованием функции itemgetter() для сортировки словаря {'apple': 7, 'banana': 3, 'cherry': 5}. Мы измеряем время выполнения каждой функции с помощью модуля timeit. Результат показывает, что использование itemgetter() более эффективно по времени, чем использование лямбда-функции.

Принятие решения о том, хотите ли вы использовать отсортированный словарь

При применении сортировки к словарю обратите внимание, что упорядоченный словарь не является очень распространенным шаблоном. В большинстве случаев сохранение порядка вставки является достаточным для работы со словарями в Python. Разумно использовать отсортированный словарь только в случае необходимости поддержания определенного порядка элементов.

Сравнение производительности различных структур данных

Помимо сортировки словарей, вы также можете рассмотреть другие структуры данных, если производительность является важным фактором. Возможные альтернативы включают списки, кортежи и специализированные структуры данных, такие как collections.OrderedDict и sortedcontainers.SortedDict. Каждая из этих структур данных имеет свои преимущества и недостатки, и выбор в конечном итоге зависит от ваших конкретных требований.

Сравнение производительности сортировки

Вы также можете сравнить производительность различных методов сортировки словарей, чтобы выбрать наиболее оптимальный вариант для ваших нужд. Например, вы можете измерить время выполнения предыдущих примеров сортировки и сравнить его с другими методами, такими как operator.itemgetter() и collections.OrderedDict. Это поможет вам принять обоснованное решение о выборе метода сортировки для вашей конкретной задачи.

Сравнение производительности поиска

Кроме сортировки, вам может потребоваться оценить производительность поиска элементов в словаре. В этом случае вам также может быть полезно сравнить различные структуры данных и методы поиска, такие как хэш-таблицы и деревья поиска. Учитывайте, что производительность поиска зависит от конкретных запросов и данных, поэтому важно тестировать разные варианты для вашей конкретной задачи.

Заключение

В этом руководстве вы узнали, как сортировать словари в Python. Вы изучили использование функции sorted() для сортировки, получение представлений словарей для итерации, преобразование словарей в списки для сортировки, указание ключа сортировки и выбор вложенного значения для сортировки. Вы также рассмотрели вопросы производительности и стратегического выбора, касающиеся сортировки словарей и использования альтернативных структур данных.

Теперь, когда у вас есть эти знания, вы сможете эффективно сортировать словари в Python и выбирать наиболее подходящий подход для ваших конкретных задач. Рекомендуется проводить тестирование и измерение производительности, чтобы принять обоснованные решения о выборе методов сортировки и структур данных для ваших программ. Удачи в вашем программировании с Python!