Python sorted() 的 key 函数奇怪行为

Question

在我调试一些不太合理的行为时，我发现了Python 2.5中sorted()函数调用的一些奇怪现象：

>>> aa = [10, 5, 20]
>>> sorted(range(len(aa)))
[0, 1, 2]
sorted(range(len(aa)), key=lambda a: aa[a])
[1, 0, 2]
sorted(range(len(aa)), key=lambda a: -aa[a])
[2, 0, 1]

前两个调用的结果是我预期的，但最后一个结果在我看来简直是错误的！它应该是：[1, 2, 0]。

为了进一步探究这个问题的根源，我进行了更多实验，发现了这个（虽然没有使用lambda或取反操作，但问题本质上是一样的）：

>>> bb = [-10, -5, -20]
>>> sorted([0, 1, 2], key=bb.__getitem__)
[2, 0, 1]

甚至像下面这样的代码也不奏效，显示出双重取反又一次出现了问题：

>>> bb = [-10, -5, -20]
>>> def fun(i):
...    return bb[i]
>>> sorted([0, 1, 2], key=fun)
[2, 0, 1]
>>> def fun2(i):
...     return -bb[i]
>>> sorted([0, 1, 2], key=fun2)
[1, 0, 2]

我是不是快要疯了，问题出在哪里？或者为什么Python 3.x没有以前很好用的cmp参数（我不使用它的原因是为了兼容性）？

Answer 1

这对我来说很有道理

>>> bb = [-10, -5, -20]
>>> sorted([0, 1, 2], key=bb.__getitem__)
[2, 0, 1]  ==> corresponds to bb.__getitem__ of [-20, -10, -5]

Answer 2

最后一个我觉得简单来说就是错了！应该是：[1, 2, 0]

在你的第二个例子中，关键部分是lambda a: aa[a]，这个可以让你得到元素按大小升序排列的索引。

在最后一个例子中，关键部分是lambda a: -aa[a]。因为有个负号，这样可以让你得到元素按大小降序排列的索引。

所以最后的结果应该是[2, 0, 1]，这是[1, 0, 2]的反向。

在这个例子中

>>> bb = [-10, -5, -20]
>>> sorted([0, 1, 2], key=bb.__getitem__)
[2, 0, 1]

你得到的是元素按大小升序排列的索引——[2, 0, 1]对应的是[-20, -10, -5]。

在你最后的两个例子中，你再次得到了元素按大小升序排列的索引（[2, 0, 1]），或者按大小降序排列的索引（[1, 0, 2]）。

Answer 3

这个函数返回的值就像是一个代理，用来代表我们要排序的值。

所以当你写

sorted(range(len(aa)), key=lambda a: -aa[a])

你其实是在排序 range(len(aa)，也就是 [0, 1, 2]，但用的是这些值 -aa[0], -aa[1], -aa[2] 作为代理值。

range(len(aa))   0   1   2    <-- values
aa[a]           10   5  20
-aa[a]         -10  -5 -20    <-- proxy values

因为 -20，也就是 -aa[2]，是最小的代理值，所以它对应的值 2 就成了排序结果中的第一个元素。

接下来 -10，也就是 -aa[0] 是第二小的，它对应的值 0 就成了排序结果中的第二个元素。

最后 -5，也就是 -aa[1] 是最后一个值，所以 1 就是排序结果中的最后一个数字。

因此，sorted(range(len(aa)), key=lambda a: -aa[a]) 的结果是 [2, 0, 1]。

所以，Python 给出的答案是正确的。