Python入门（15）

第十五节 应用案例（三）

大家好！昨天的案例分析，我们过了一把瘾，今天我们集中精力再来讲一个相对复杂的关于二维数据排序的案例。

所谓二维数据排序，我想大家应该对Execl的数据表的排序有印象，它是可以按任意列来排序的。这样的数据表，就是一种典型的二维数据，它能够实现快速的任意列排序，为我们的日常工作带来极大的便利。那如果，这个表的排序功能需要我们来设计它的程序代码，我们该怎么做呢？

其实，对于一组二维数据，单独就一个行或者一个列的数据来说，它的排序是很简单的，不考虑Python的内置排序函数，至少也能用冒泡排序算法来搞定它们。

但是，问题复杂就复杂在，数据表里的行和列的数据不是孤立的。

每一个列代表了同一个计量类别在不同对象上的计量值，我们通常称之为字段与字段值。而数据表的每一个行表示了同一个计量对象，在不同计量类别上的计量值，我们通常把一个行称之为一条记录，它存储了同一个计量对象的不同计量特征的计量值。

理解了字段和记录的意义，我们后面的描述就要简单得多。

也就是说，同一条记录的每一个字段的值，都是代表这条记录的某一个特征的，那么，它就不能随意的挪动，如果某个列的某个值因为这个列的排序而突然换行了，那它还是标识它原来那条记录的某个特征的吗？显然不是，因为它不在那一行了，它变成了别人家的特征。

只有一种可能性能够维持原来整张数据表（即二维数据）的表意特征，而不至于造成数据混乱，那就是，如果一条记录的某个列的数据因为排序而发生了位置改变，那么，这条记录的其他列的位置也应该同步发生改变，也就是说，它是整行一起迁移的，这样，不仅这个行的数据记录依然是完整的，同时也不会因为它的变动而影响其他行的数据记录，所有属于同一行的数据依然还在同一个行，属于同一条记录（没有跑到别人家）。

所以，我们可能已经发现了解决类似问题（二维数据排序问题）的法门，就是某个列的排序，不是孤立的列的数据排序，而是整行数据记录的位置的同步迁移。

好了，到此为止，我们终于有勇气来面对今天的案例了。

案例6、一组二维数据实现按任意列排序

需求：假设数据如下：

1,'a',2.35

5,'d',7.22

0,'c',8.99

3,'b',5.33

2,'e',6.99

请按任意列排序。

需求分析

（1）这里有5行3列数据，其中第1个列的数据是整数，第2个列的数据是字符串，第3个列的数据是小数。我们可以用一个二维的列表来表示这一组二维数据，二维数据的一行记录，构成列表的一个对象（元素），因此，列表将有5个对象（元素）。

（2）我们要排序的不是行，而是列。因为，通常情况下，我们会把同一个类型特征值记录在一个列中，它们因此具有可比性。当然，如果不考虑现实意义和可比性，一定要按行来排序，算法的逻辑应该是一样的，事实上，我们马上就会这样做。

（3）为了能够将不同行的同一个列的数据拿来排序（比较大小），我们就需要首先对这个列表的数据进行一下行列转换，让它变成一个三行五列的二维数据。请注意，这样的转换没有任何其他的目的，纯粹就是为了让每一个列的数据能变成列表的一个独立对元素，方便排序操作，重要的是这样的转换完全没有改变数据间的对应关系。

（4）如果排序顺利的话，我们再来一个逆转换（再一次行列转换），你能想象到什么吗？那不就是我们想要的最终的排序结果吗？

（5）所以，问题最后集中到在行列转换以后，一个新的行的数据如何实现排序的问题。同理吧，在二维数据中，一个行的排序，是不是应该也是相关列的位置前移问题？OK，理解这个了，事情就真的变得简单了。因为，一个列表对象的本身的排序仅仅是一个排序函数的问题，一招即可搞定。

好了，说了这么多，大概有点烧脑了，真是不好意思。不过，咱们要知道，脑子是个好东西，人人都不缺，但好不好使，差别就大了。须知越烧越灵光，何乐而不烧呢？我烧我光荣啊！

下面给出了二维数据实现按任意列的排序源代码。

PS：为了方便初学者理解，我们做了逐行注释，这样做纯粹是为了新手方便理解。请注意，正常情况下，逐行注释是有点找骂，吃力不讨好的哦。这是为什么？因为阅读代码的人可能感觉你把人家“大牛”当“小白”了呗，你关键位置注释一下可以，逐行注释是几个意思啊？难道我一行代码都看不懂？就你牛逼，咱都是蠢货？草...谁没个自尊心和优越感呢？你看看，你看看，无端的好心当做驴肝肺，吃力不讨好，还得罪人了呗，所以呀，江湖险恶啊，兄弟!凡事适而可止，过犹不及，至理名言、至理名言呀。

代码解析：

1、任何一个二维的数据，都可以定义为一个二维的列表list，它实际上是一个嵌套的列表，也就是说列表的每一个元素，仍然还是一个列表对象。但是，请注意，并不是每一个包含嵌套列表的列表都是一个二维数据。因为，它所包含的每一个嵌套的列表是否具有一致的数据类型和列表长度，是决定它能否看做一个二维数据的关键。

2、我们在理解列的排序时，为了保证数据结构不变，列的排序，实际上也可以理解为行的次序的调整。

3、实现行列转换，在操作上是一个关键的点。我们由此想到了zip()函数的行列转换功能，借助zip(*list)函数对列表数据进行行列转换以后，会产生一个以列为单位的元组的列表，然后，再进行排序就要方便得多。

4、要点是，在按照指定的列元素进行排序后，相应的其他列也要进行同步位置迁移，更准确的说是同步的索引变更。请注意，代码实现的细节：在进行行列转换后，原来的每个列都变成了一个元组，这样，其他列只需要参照指定列排序后的索引变化，进行相同的索引变更，就能实现所有列的同步更新。

5、最后，再使用zip()函数还原，就实现了二维数据按指定列的排序操作。

小结

截止今天的分享，我们一共实战了6个Python应用程序设计案例。这让我们初步领略了python程序设计之美，大道至简，优雅美妙！

到此为止，python最基础和最常用的知识点，我们都分享给大家了。

需要强调的是，任何一个需求的解决方案都不是唯一的，大家可以多多尝试寻找不同的解决方案，并在留言区反馈给我们。为了巩固学习成果，建议大家课后还可以寻找更多的设计课题，多动脑、多动手，铁杵磨成针，功到自然成！

预告

接下来，我们将要分享的是python面向对象的编程，这将是非常非常重要的内容。学会了面向对象编程的思维能力和方法，毫无疑问，将不仅进一步提升我们的python编程水平，还让我们向高手的境界又迈进了一大步。