Python - numpy.lexsort() 函数

在 Python 中，numpy.lexsort() 函数用于使用多个键执行间接排序。它根据最后一个键对元素进行排序，然后是倒数第二个键，依此类推。这对于多维数据的字典顺序(类似字典)排序尤其有用。

numpy.lexsort() 函数的主要用途是在需要按多个条件排序的情况下对数据进行排序，例如对结构化数据集中的记录进行排序。它返回一个索引数组，可用于获取排序后的数据。

语法

以下是 Python numpy.lexsort() 函数的语法 -

numpy.lexsort(keys)

参数

以下是 Python numpy.lexsort() 函数的参数 -

• keys:一个数组序列，其中每个数组代表一列数据。排序从最后一个键开始，依次到第一个键。

返回值

此函数返回一个索引数组，可用于按字典顺序对数据进行排序。

示例

以下是使用 Python numpy.lexsort() 函数按字典顺序对数据进行排序的基本示例 -

import numpy as np
# 定义两个键
key1 = np.array([1, 2, 3, 1])
key2 = np.array([4, 3, 2, 1])
# 执行字典排序
indices = np.lexsort((key2, key1))
print("Sorted Indices:", indices)
# 使用索引对数据进行排序
sorted_key1 = key1[indices]
sorted_key2 = key2[indices]
print("排序后的数据:", list(zip(sorted_key1, sorted_key2)))

输出

以下是上述代码的输出 -

排序后的索引: [3 0 1 2]
排序后的数据: [(1, 1), (1, 4), (2, 3), (3, 2)]

示例:按字典顺序对字符串进行排序

numpy.lexsort() 函数也可以通过将字符串转换为数组来对其进行排序。下面是一个示例，我们先按姓氏排序，然后再按名字排序。

import numpy as np
# 定义姓氏和名字的数组
first_names = np.array(['John', 'Alice', 'Bob'])
last_names = np.array(['Smith', 'Doe', 'Smith'])
# 执行 lexsort
indices = np.lexsort((first_names, last_names))
print("已排序的名称:", [f"{last_names[i]}, {first_names[i]}" for i in indices])

输出

以下是上述代码的输出 -

已排序的名称:['Doe, Alice', 'Smith, Bob', 'Smith, John']

示例:多级排序

使用 numpy.lexsort()，您可以执行多级排序。键按从最后一个数组到第一个数组的顺序排序，从而实现嵌套排序。

以下示例中，我们根据两个条件对数字数组进行排序:辅助键和主键 -

import numpy as np
# 定义键
primary_key = np.array([1, 1, 2, 2])
secondary_key = np.array([4, 3, 2, 1])
# 执行 lexsort
indices = np.lexsort((secondary_key, primary_key))
print("Sorted Indices:", indices)

输出

以下是上述代码的输出 -

Sorted Indices: [1 0 3 2]

示例:逆序排序

numpy.lexsort() 函数可以与切片操作结合使用，实现逆序排序。

以下示例中，我们使用反向索引对数据进行降序排序 -

import numpy as np
key1 = np.array([1, 2, 3, 1])
key2 = np.array([4, 3, 2, 1])
# 执行 lexsort
indices = np.lexsort((key2, key1))
# 反转索引
reverse_indices = indices[::-1]
print("反向排序索引:", reverse_indices)

输出

以下是上述代码的输出 -

反向排序索引:[2 1 0 3]

示例:处理多维数据

当列作为键时，可以使用 numpy.lexsort() 函数对多维数据进行排序。

这里，我们基于两列对二维数组进行逐行排序 -

import numpy as np
data = np.array([[8, 7], [6, 5], [4, 3], [1, 2]])
# 转置以使用列作为键
keys = data.T
# 执行 lexsort
indices = np.lexsort(keys)
sorted_data = data[indices]
print("排序后的数据:
", sorted_data)

输出

以下是上述代码的输出 -

排序后的数据:
 [[1 2]
 [4 3]
 [6 5]
 [8 7]]