我可以建立一个列表并同时对其进行排序吗？答案

【问题标题】：Can I build a list, and sort it at the same time?我可以建立一个列表并同时对其进行排序吗？
【发布时间】：2011-12-22 16:58:29
【问题描述】：

我正在为一个软件编写脚本，但它并不能真正让我直接访问我需要的数据。相反，我需要询问我需要的每条信息，并建立一个我得到的数据列表。由于各种原因，我需要对列表进行排序。只需构建一次列表，然后对其进行排序，然后对其进行处理，这非常容易。但是，我认为将所有内容一次运行会更快，而不是构建列表然后对其进行排序。

所以，目前我基本上得到了这个：

my_list = []

for item in "query for stuff":
    my_list.append("query for %s data" % item)

my_list.sort()

do_stuff(my_list)

“查询东西”位是与软件的查询接口，它会给我一个可迭代的。 my_list 需要包含来自所述可迭代内容的数据列表。通过这样做，我正在查询第一个列表，然后循环遍历它以提取数据并将其放入 my_list。那我整理一下。最后，我正在使用 do_stuff() 方法对其进行处理，该方法将遍历它并对每个项目进行处理。

问题是我不能在排序之前对其进行 do_stuff() 操作，因为列表顺序很重要，原因有很多。我认为我不能避免循环遍历列表两次——一次是构建列表，一次是对其中的每个项目进行处理，因为我们不会提前知道最近在位置 N 添加的项目是否会在我们添加下一个项目之后留在位置 N ——但是以排序的方式插入每个项目似乎更干净，而不是仅仅将它们附加到最后。有点像这样：

for item in "query for stuff":
    my_list.append_sorted(item)

是否值得费心尝试这样做，还是我应该坚持构建列表，然后对其进行排序？

谢谢！

【问题讨论】：

对于那些想要建立一个列表并在一行中排序的人（例如，使用列表理解）使用my_list = sorted( here_is_your_list_comprehension )。 cfstackoverflow.com/questions/11433886/…

标签： python list sorting

【解决方案1】：

简短的回答是：不值得。

看看insertion sort。最坏情况的运行时间是O(n^2)（平均情况也是二次的）。另一方面，Python's sort（也称为Timsort）在最坏的情况下会占用O(n log n)。

是的，在插入时保持列表排序确实“看起来”更干净，但这是一个谬误。它没有真正的好处。唯一考虑使用插入排序的情况是需要在每次插入后显示排序列表。

【讨论】：

这是错误的。如果操作正确，将元素插入排序列表是 O(log(n))。而且，如果您需要在每次插入之间建立一个排序列表，那么保留一个排序列表的效率要高得多。
您正在考虑一个抽象列表。 Python 列表被实现为数组。这意味着在平均情况下插入成本为 O(n)，无论您在哪里插入。见wiki.python.org/moin/TimeComplexity。

【解决方案2】：

这两种方法在渐进上是等价的。

排序是 O(n lg n) （Python 默认使用 Timsort，除了非常小的数组），在排序列表中插入是 O(lg n) （使用二进制搜索），你必须这样做 n次。

实际上，一种方法或另一种方法可能会稍微快一些，具体取决于您的数据有多少已经排序。

编辑： 我假设在您找到插入点之后在排序列表的中间插入将是恒定时间（即列表的行为类似于链表，即 您将用于此类算法的数据结构）。正如 Sven 所指出的，Python 列表可能不是这种情况。这将使“保持列表排序”的方法 O(n^2)，即插入排序。

我说“可能”是因为随着列表的增长，一些列表实现会从数组切换到链表，最值得注意的例子是 CoreFoundation/Cocoa 中的 CFArray/NSArray。 Python 可能会，也可能不会。

【讨论】：

在有序 (Python) 列表中插入是 O(n)，而不是 O(log n)。 Python 列表存储为数组。
如何对链表进行二分搜索？您将使用的数据结构是某种平衡树。
我知道的任何 Python 实现中都没有这样的优化。 CPython 的列表实现始终是一个 C 数组，即一块紧密排列的连续内存。 PyPy 的数据结构实现的（令人惊讶的众多）巧妙技巧通常都有文档记录（不保证，但至少提到过），其中没有类似的东西。我不能说 Jython 和 IronPython，但我认为它们的优化工作要少得多，而且对它们来说，只包装底层平台的动态数组类（ArrayList 或其他）要容易得多。
所以保持排序的问题基本上是每次你在位置 N 插入一些东西时，列表中位置 >N 的任何条目都必须移动 +1 ——对吗？而如果您首先构建列表，则只需在最后的一个 .sort() 操作期间移动条目。
@SvenMarnach 它不必是一个链表（我说“表现得像一个链表”），它只需要支持最多对数时间的插入。它可能是二叉树，可能是跳过列表等。

【解决方案3】：

看看bisect 模块。它为您提供了维护列表顺序的各种工具。在您的情况下，您可能想使用bisect.insort。

for item in query_for_stuff():
    bisect.insort( my_list, "query for %s data" % item )

【讨论】：