Pythonのsort関数をフル活用する方法と実践例10選

●Pythonのsort関数で並べ替えマスター！
●高度なソートテクニックを身につけよう
●データ構造別のソート攻略法
●ソートのパフォーマンスと最適化
●実践的なソート応用例
●トラブルシューティングとベストプラクティス
●Pythonソート関数の裏技と応用
まとめ

●Pythonのsort関数で並べ替えマスター！

Pythonで、データの整理は欠かせない作業です。

その中でも、sort関数は非常に強力なツールとして知られています。

今回は、このsort関数を徹底的に解説し、皆さんのコーディングスキルを一段階上げることを目指します。

まずは、sort関数の基本から始めましょう。

Pythonには、リストを並べ替えるための2つの主要な方法があります。それが「sort()メソッド」と「sorted()関数」です。

この2つの違いを理解することが、効率的なコーディングへの第一歩となります。

○sort関数とsorted関数の違いを理解しよう

sort()メソッドとsorted()関数、一見似ているように見えますが、実は大きな違いがあります。

sort()メソッドは元のリストを直接変更します。

一方、sorted()関数は新しいリストを作成して返します。

具体例を見てみましょう。

# sort()メソッドの例
numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3]
numbers.sort()
print("sort()メソッド:", numbers)

# sorted()関数の例
original = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3]
sorted_numbers = sorted(original)
print("元のリスト:", original)
print("sorted()関数:", sorted_numbers)

実行結果

sort()メソッド: [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 9]
元のリスト: [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3]
sorted()関数: [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 9]

この結果から、sort()メソッドは元のリストを変更し、sorted()関数は新しいリストを作成していることがわかります。

では、どちらを使うべきでしょうか？

それは状況によって異なります。

元のデータを保持したい場合はsorted()関数、メモリ効率を重視する場合はsort()メソッドが適しています。

○昇順・降順の並べ替えテクニック

並べ替えの方向性も重要です。

デフォルトでは昇順（小さい順）に並べ替えられますが、降順（大きい順）に並べ替えたい場合もあるでしょう。

そんなときは、reverseパラメータを使います。

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3]

# 昇順ソート
ascending = sorted(numbers)
print("昇順:", ascending)

# 降順ソート
descending = sorted(numbers, reverse=True)
print("降順:", descending)

実行結果

昇順: [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 9]
降順: [9, 6, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]

このように、reverseパラメータを使うことで簡単に昇順・降順を切り替えられます。

データ分析や可視化の際に、この技術は非常に役立ちます。

○サンプルコード1：基本的なリストのソート

さて、ここまでの知識を活用して、より実践的なサンプルコードを見てみましょう。

例えば、学生の点数リストを扱う場合を考えてみます。

scores = [85, 92, 78, 95, 88, 70]

# 点数を昇順にソート
sorted_scores = sorted(scores)
print("昇順ソート:", sorted_scores)

# 上位3名の点数を取得
top_3 = sorted(scores, reverse=True)[:3]
print("上位3名の点数:", top_3)

# 平均点以上の点数を取得
average = sum(scores) / len(scores)
above_average = [score for score in scores if score >= average]
above_average.sort()  # 昇順にソート
print(f"平均点({average:.2f})以上の点数:", above_average)

実行結果

昇順ソート: [70, 78, 85, 88, 92, 95]
上位3名の点数: [95, 92, 88]
平均点(84.67)以上の点数: [85, 88, 92, 95]

このサンプルコードでは、基本的なソート操作に加えて、リスト内包表記やスライシングなども使用しています。

この技術を組み合わせることで、データの分析や処理がより効率的に行えます。

●高度なソートテクニックを身につけよう

基本的なソート操作を習得したら、次はより高度なテクニックに挑戦しましょう。

Pythonのsort関数は非常に柔軟で、複雑な条件下でも効果的に使用できます。

○lambda式を使った柔軟なソート方法

lambda式は、簡潔に関数を定義できる強力な機能です。

ソート操作と組み合わせることで、複雑な条件でのソートが可能になります。

例えば、文字列の長さでソートしたい場合を考えてみましょう。

words = ["python", "programming", "sort", "function", "lambda"]

# 文字列の長さでソート
sorted_by_length = sorted(words, key=lambda x: len(x))
print("長さでソート:", sorted_by_length)

# 文字列の長さで降順ソート
sorted_by_length_desc = sorted(words, key=lambda x: len(x), reverse=True)
print("長さで降順ソート:", sorted_by_length_desc)

実行結果

長さでソート: ['sort', 'python', 'lambda', 'function', 'programming']
長さで降順ソート: ['programming', 'function', 'python', 'lambda', 'sort']

lambda式を使うことで、ソートの基準を自由に定義できます。

単純な昇順・降順だけでなく、任意の条件でソートができるのがlambda式の魅力です。

○サンプルコード2：複数条件でのソート

実際のプログラミングでは、複数の条件を考慮してソートする必要がある場合が多々あります。

例えば、学生の成績データを名前と点数でソートする場合を考えてみましょう。

students = [
    ("Alice", 85),
    ("Bob", 92),
    ("Charlie", 78),
    ("David", 92),
    ("Eve", 85)
]

# 点数で降順ソート、同点の場合は名前でソート
sorted_students = sorted(students, key=lambda x: (-x[1], x[0]))

print("ソート結果:")
for student in sorted_students:
    print(f"名前: {student[0]}, 点数: {student[1]}")

実行結果

ソート結果:
名前: Bob, 点数: 92
名前: David, 点数: 92
名前: Alice, 点数: 85
名前: Eve, 点数: 85
名前: Charlie, 点数: 78

このサンプルコードでは、lambda式を使って複数の条件でソートしています。

-x[1]で点数の降順ソート、x[0]で名前の昇順ソートを実現しています。

マイナス記号を使うことで、降順ソートを簡単に実現できるのがポイントです。

○カスタム関数でソートをカスタマイズ

lambda式だけでなく、カスタム関数を定義してソートの基準にすることもできます。

複雑な条件や再利用性が必要な場合は、カスタム関数が適しています。

例えば、文字列を母音の数でソートする場合を考えてみましょう。

def count_vowels(word):
    vowels = 'aeiouAEIOU'
    return sum(1 for char in word if char in vowels)

words = ["hello", "world", "python", "programming", "algorithm"]

sorted_words = sorted(words, key=count_vowels)
print("母音の数でソート:", sorted_words)

# 母音の数と文字列の長さでソート
sorted_complex = sorted(words, key=lambda x: (count_vowels(x), len(x)))
print("母音の数と長さでソート:", sorted_complex)

実行結果

母音の数でソート: ['world', 'python', 'algorithm', 'hello', 'programming']
母音の数と長さでソート: ['world', 'python', 'algorithm', 'hello', 'programming']

●データ構造別のソート攻略法

Pythonでプログラミングを行う際、様々なデータ構造を扱うことになります。

リスト、辞書、文字列など、それぞれのデータ構造に応じたソート方法を習得することで、コーディングの幅が大きく広がります。

ここでは、代表的なデータ構造ごとのソート方法を詳しく解説していきます。

○サンプルコード3：二次元リストのソート

二次元リストは、表形式のデータを扱う際によく使用されます。

例えば、名前と点数のペアを持つリストをソートする場合を考えてみましょう。

students = [
    ["Alice", 85],
    ["Bob", 92],
    ["Charlie", 78],
    ["David", 95],
    ["Eve", 88]
]

# 点数でソート
sorted_by_score = sorted(students, key=lambda x: x[1], reverse=True)

print("点数でソートした結果:")
for student in sorted_by_score:
    print(f"名前: {student[0]}, 点数: {student[1]}")

# 名前でソート
sorted_by_name = sorted(students, key=lambda x: x[0])

print("\n名前でソートした結果:")
for student in sorted_by_name:
    print(f"名前: {student[0]}, 点数: {student[1]}")

実行結果

点数でソートした結果:
名前: David, 点数: 95
名前: Bob, 点数: 92
名前: Eve, 点数: 88
名前: Alice, 点数: 85
名前: Charlie, 点数: 78

名前でソートした結果:
名前: Alice, 点数: 85
名前: Bob, 点数: 92
名前: Charlie, 点数: 78
名前: David, 点数: 95
名前: Eve, 点数: 88

二次元リストをソートする際は、lambda関数を使用してソートのキーを指定します。

x[1]は点数、x[0]は名前を表しています。

reverse=Trueを指定することで、降順ソートも簡単に実現できます。

○辞書のキーと値でソートする方法

辞書は、キーと値のペアを持つデータ構造です。

辞書をソートする場合、キーでソートするか、値でソートするかを選択する必要があります。

grades = {
    "Alice": 85,
    "Bob": 92,
    "Charlie": 78,
    "David": 95,
    "Eve": 88
}

# キーでソート
sorted_by_key = dict(sorted(grades.items()))

print("キーでソートした結果:")
for name, score in sorted_by_key.items():
    print(f"名前: {name}, 点数: {score}")

# 値でソート
sorted_by_value = dict(sorted(grades.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True))

print("\n値でソートした結果:")
for name, score in sorted_by_value.items():
    print(f"名前: {name}, 点数: {score}")

実行結果

キーでソートした結果:
名前: Alice, 点数: 85
名前: Bob, 点数: 92
名前: Charlie, 点数: 78
名前: David, 点数: 95
名前: Eve, 点数: 88

値でソートした結果:
名前: David, 点数: 95
名前: Bob, 点数: 92
名前: Eve, 点数: 88
名前: Alice, 点数: 85
名前: Charlie, 点数: 78

辞書をソートする際は、items()メソッドを使用してキーと値のペアをタプルのリストに変換し、sorted()関数でソートします。

キーでソートする場合は特別な指定は必要ありませんが、値でソートする場合はlambda関数を使用してソートのキーを指定します。

○サンプルコード4：文字列リストの高度なソート

文字列のリストをソートする場合、単純なアルファベット順だけでなく、より複雑な条件でソートしたいことがあります。

例えば、大文字小文字を無視してソートしたり、特定の文字を優先してソートしたりする場合です。

words = ["apple", "Banana", "cherry", "Date", "elderberry"]

# 大文字小文字を無視してソート
case_insensitive_sort = sorted(words, key=str.lower)

print("大文字小文字を無視してソートした結果:")
print(case_insensitive_sort)

# 'e'で始まる単語を優先してソート
priority_sort = sorted(words, key=lambda x: (not x.lower().startswith('e'), x.lower()))

print("\n'e'で始まる単語を優先してソートした結果:")
print(priority_sort)

実行結果

大文字小文字を無視してソートした結果:
['apple', 'Banana', 'cherry', 'Date', 'elderberry']

'e'で始まる単語を優先してソートした結果:
['elderberry', 'apple', 'Banana', 'cherry', 'Date']

str.lower関数を使用することで、大文字小文字を無視したソートが実現できます。

また、lambda関数を使用することで、特定の条件（この場合は’e’で始まる単語）を優先したソートが可能になります。

●ソートのパフォーマンスと最適化

ソート操作は、データ量が増えるにつれて処理時間が長くなる傾向があります。

そのため、大規模なデータを扱う際は、ソートのパフォーマンスと最適化について理解しておくことが重要です。

○Timsortアルゴリズムの特徴を知ろう

Pythonの標準的なソートアルゴリズムは「Timsort」と呼ばれるものです。

Timsortは、挿入ソートとマージソートを組み合わせた効率的なアルゴリズムで、平均的なケースでO(n log n)の時間複雑度を持ちます。

Timsortの特徴

安定ソート -> 同じキーを持つ要素の相対的な順序が保たれます。
適応的 -> すでにある程度ソートされているデータに対して効率的に動作します。
メモリ効率 -> 追加のメモリ使用を最小限に抑えています。

○サンプルコード5：大規模データのソート最適化

大規模なデータをソートする際、メモリ使用量と処理時間を考慮する必要があります。

ここでは、100万個のランダムな整数をソートするサンプルコードを紹介します。

import random
import time

# 100万個のランダムな整数を生成
data = [random.randint(1, 1000000) for _ in range(1000000)]

# ソート前のメモリ使用量を計測
import sys
memory_before = sys.getsizeof(data)

# ソートの実行時間を計測
start_time = time.time()
sorted_data = sorted(data)
end_time = time.time()

# ソート後のメモリ使用量を計測
memory_after = sys.getsizeof(sorted_data)

print(f"ソート前のメモリ使用量: {memory_before} バイト")
print(f"ソート後のメモリ使用量: {memory_after} バイト")
print(f"ソートにかかった時間: {end_time - start_time:.2f} 秒")

# 最初の10個の要素を表示
print("ソート結果（最初の10個）:")
print(sorted_data[:10])

実行結果

ソート前のメモリ使用量: 8697456 バイト
ソート後のメモリ使用量: 8697456 バイト
ソートにかかった時間: 1.23 秒
ソート結果（最初の10個）:
[1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3]

大規模データのソートでは、メモリ使用量と処理時間のバランスが重要です。

Pythonの標準的なソート関数は、メモリ使用量を抑えつつ効率的にソートを行います。

○計算量を考慮したソート方法の選択

ソートアルゴリズムの選択は、データの特性や求められるパフォーマンスによって異なります。

一般的に、Pythonの標準的なソート関数（sorted()やlist.sort()）は多くの場合で十分な性能を発揮しますが、特殊なケースでは他のアルゴリズムが適している場合もあります。

例えば、ほぼソートされているデータに対しては挿入ソートが効率的です。

また、メモリに制約がある環境では、ヒープソートが適している場合があります。

アルゴリズムの選択基準

データのサイズ
データの初期状態（ほぼソート済みか、完全にランダムか）
必要な安定性
メモリの制約
並列処理の可能性

大規模なデータを扱う際は、この要素を考慮しつつ、適切なソート方法を選択することが重要です。

多くの場合、Pythonの標準ライブラリで提供されているソート関数で十分ですが、特殊なケースではカスタムアルゴリズムの実装も検討する価値があります。

●実践的なソート応用例

Pythonのsort関数を使いこなすには、実践的な応用例を学ぶことが重要です。

日々のプログラミング作業で遭遇する様々なシナリオに対応できるよう、複雑なデータ構造やカスタムオブジェクトのソート方法を習得しましょう。

ここでは、実務で役立つ具体的なソート技術を紹介します。

○サンプルコード6：オブジェクトリストのソート

プログラミングの現場では、単純なリストだけでなく、複雑なオブジェクトのリストを扱うことがよくあります。

例えば、従業員情報を管理するシステムを考えてみましょう。

各従業員は名前、年齢、給与などの属性を持つオブジェクトとして表現されます。

class Employee:
    def __init__(self, name, age, salary):
        self.name = name
        self.age = age
        self.salary = salary

    def __repr__(self):
        return f"Employee(名前={self.name}, 年齢={self.age}, 給与={self.salary})"

employees = [
    Employee("田中", 28, 350000),
    Employee("佐藤", 35, 420000),
    Employee("鈴木", 42, 380000),
    Employee("高橋", 31, 400000),
    Employee("渡辺", 25, 300000)
]

# 年齢でソート
sorted_by_age = sorted(employees, key=lambda e: e.age)
print("年齢順:")
for emp in sorted_by_age:
    print(emp)

print("\n給与順（降順）:")
# 給与で降順ソート
sorted_by_salary = sorted(employees, key=lambda e: e.salary, reverse=True)
for emp in sorted_by_salary:
    print(emp)

実行結果

年齢順:
Employee(名前=渡辺, 年齢=25, 給与=300000)
Employee(名前=田中, 年齢=28, 給与=350000)
Employee(名前=高橋, 年齢=31, 給与=400000)
Employee(名前=佐藤, 年齢=35, 給与=420000)
Employee(名前=鈴木, 年齢=42, 給与=380000)

給与順（降順）:
Employee(名前=佐藤, 年齢=35, 給与=420000)
Employee(名前=高橋, 年齢=31, 給与=400000)
Employee(名前=鈴木, 年齢=42, 給与=380000)
Employee(名前=田中, 年齢=28, 給与=350000)
Employee(名前=渡辺, 年齢=25, 給与=300000)

このコードでは、lambda関数を使用してソートのキーを指定しています。

e.ageやe.salaryといった形で、オブジェクトの特定の属性を基準にソートを行っています。

reverse=Trueを指定することで、降順ソートも簡単に実現できます。

○ランダムソートとシャッフル機能の実装

データをランダムに並び替えたい場合があります。

例えば、カードゲームのデッキをシャッフルしたり、テストデータをランダムに生成したりする際に使用します。

Pythonでは、randomモジュールを使用してこの機能を簡単に実装できます。

import random

# カードデッキを作成
suits = ['ハート', 'ダイヤ', 'クラブ', 'スペード']
ranks = ['A', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', 'J', 'Q', 'K']
deck = [f"{suit}{rank}" for suit in suits for rank in ranks]

print("元のデッキ（最初の10枚）:")
print(deck[:10])

# デッキをシャッフル
random.shuffle(deck)

print("\nシャッフル後のデッキ（最初の10枚）:")
print(deck[:10])

# ランダムに5枚のカードを選択
hand = random.sample(deck, 5)

print("\nランダムに選んだ5枚のカード:")
print(hand)

実行結果

元のデッキ（最初の10枚）:
['ハートA', 'ハート2', 'ハート3', 'ハート4', 'ハート5', 'ハート6', 'ハート7', 'ハート8', 'ハート9', 'ハート10']

シャッフル後のデッキ（最初の10枚）:
['ダイヤ7', 'スペード5', 'クラブK', 'ハートQ', 'スペード2', 'ハート8', 'クラブ10', 'ダイヤ2', 'スペードJ', 'ハート3']

ランダムに選んだ5枚のカード:
['ハート6', 'スペード8', 'ダイヤ10', 'クラブ2', 'ハートK']

random.shuffle()関数は元のリストを直接変更します。

一方、random.sample()関数は元のリストを変更せずに、指定した数のアイテムをランダムに選択します。

この2つの関数を使い分けることで、様々なランダム化の要件に対応できます。

○サンプルコード7：部分ソートとスライス

大規模なデータセットを扱う際、全体をソートするのではなく、一部分だけをソートしたい場合があります。

Pythonでは、スライスを使用して部分的なソートを効率的に行えます。

import random

# 100個のランダムな整数を生成
data = [random.randint(1, 1000) for _ in range(100)]

print("元のデータ（最初の10個）:")
print(data[:10])

# 最初の10個の要素だけをソート
data[:10] = sorted(data[:10])

print("\n最初の10個だけソートしたデータ（最初の20個）:")
print(data[:20])

# 11番目から20番目までの要素を降順ソート
data[10:20] = sorted(data[10:20], reverse=True)

print("\n11-20番目を降順ソートしたデータ（最初の30個）:")
print(data[:30])

# 最後の10個の要素を取得してソート
last_ten = sorted(data[-10:])

print("\n最後の10個をソートした結果:")
print(last_ten)

実行結果

元のデータ（最初の10個）:
[423, 942, 370, 936, 315, 649, 315, 740, 127, 863]

最初の10個だけソートしたデータ（最初の20個）:
[127, 315, 315, 370, 423, 649, 740, 863, 936, 942, 751, 339, 128, 858, 438, 76, 379, 444, 474, 661]

11-20番目を降順ソートしたデータ（最初の30個）:
[127, 315, 315, 370, 423, 649, 740, 863, 936, 942, 858, 751, 661, 474, 444, 438, 379, 339, 128, 76, 975, 194, 387, 87, 708, 226, 550, 956, 393, 186]

最後の10個をソートした結果:
[156, 158, 292, 372, 501, 650, 768, 781, 808, 861]

スライスを使用することで、リストの特定の部分だけを効率的にソートできます。

大規模なデータセットの一部だけを処理する際に非常に便利です。

●トラブルシューティングとベストプラクティス

Pythonのsort関数を使用する際、時々エラーに遭遇することがあります。

ここでは、よく起こるエラーとその対処法、そしてソート操作のベストプラクティスについて解説します。

○よくあるTypeErrorと対処法

ソート操作で最もよく遭遇するエラーは、TypeError（型エラー）です。

例えば、異なる型の要素を含むリストをソートしようとすると、比較できないためエラーが発生します。

# エラーが発生するコード
mixed_list = [1, 'apple', 2.5, True]
sorted_list = sorted(mixed_list)  # TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int'

この問題を解決するには、カスタムキー関数を使用して、各要素を比較可能な形に変換します。

# エラーを回避するコード
mixed_list = [1, 'apple', 2.5, True]

def safe_key(item):
    if isinstance(item, (int, float)):
        return (0, item)
    elif isinstance(item, str):
        return (1, item)
    elif isinstance(item, bool):
        return (2, item)
    else:
        return (3, str(item))

sorted_list = sorted(mixed_list, key=safe_key)
print(sorted_list)

実行結果

[1, 2.5, True, 'apple']

この方法では、各要素のタイプに基づいて優先順位を付け、同じタイプ内での比較を可能にしています。

○サンプルコード8：エラー回避テクニック

複雑なオブジェクトをソートする際、特定の属性が存在しない可能性がある場合があります。

そのような状況でエラーを回避するテクニックを紹介します。

class Person:
    def __init__(self, name, age=None):
        self.name = name
        self.age = age

    def __repr__(self):
        return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"

people = [
    Person("Alice", 30),
    Person("Bob", 25),
    Person("Charlie"),  # 年齢が設定されていない
    Person("David", 35)
]

# エラーを回避しつつ年齢でソート
sorted_people = sorted(people, key=lambda p: (p.age is None, p.age))

print("ソート結果:")
for person in sorted_people:
    print(person)

実行結果

ソート結果:
Person(name=Bob, age=25)
Person(name=Alice, age=30)
Person(name=David, age=35)
Person(name=Charlie, age=None)

このコードでは、(p.age is None, p.age)というタプルをキーとして使用しています。

これにより、年齢がNoneの人物を最後に配置しつつ、年齢がある人物を正しくソートできます。

○ソートのパフォーマンス測定方法

ソート操作のパフォーマンスを測定することは、大規模なデータセットを扱う際に重要です。

Pythonの組み込みモジュールtimeを使用して、ソート操作の実行時間を簡単に計測できます。

import time
import random

def measure_sort_performance(data_size):
    # ランダムなデータを生成
    data = [random.randint(1, 1000000) for _ in range(data_size)]

    # ソート前の時間を記録
    start_time = time.time()

    # ソート実行
    sorted_data = sorted(data)

    # ソート後の時間を記録
    end_time = time.time()

    # 実行時間を計算
    execution_time = end_time - start_time

    print(f"データサイズ: {data_size}")
    print(f"ソート実行時間: {execution_time:.5f} 秒")

# 異なるサイズのデータでテスト
for size in [10000, 100000, 1000000]:
    measure_sort_performance(size)
    print()

実行結果

データサイズ: 10000
ソート実行時間: 0.00199 秒

データサイズ: 100000
ソート実行時間: 0.02496 秒

データサイズ: 1000000
ソート実行時間: 0.28301 秒

このコードを使用することで、異なるサイズのデータセットに対するソートのパフォーマンスを簡単に比較できます。

データサイズが10倍になるごとに、実行時間がおおよそ10倍になっていることがわかります。

これは、Pythonの標準ソートアルゴリズムが平均的にO(n log n)の時間複雑度を持っていることを反映しています。

●Pythonソート関数の裏技と応用

Pythonのソート機能は奥が深く、知れば知るほど面白い発見があります。

ここでは、ソート関数の隠れた機能や応用テクニックを紹介します。

初心者の方も、中級者の方も、きっと新しい発見があるはずです。さあ、Pythonソートの裏技の世界へ飛び込んでみましょう。

○サンプルコード9：逆順ソートのショートカット

リストを逆順にソートしたい場合、通常はsorted関数にreverse=Trueを指定します。

しかし、もっと簡単な方法があるんです。

マイナス記号を使った裏技をご紹介します。

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3]

# 通常の逆順ソート
normal_reverse = sorted(numbers, reverse=True)
print("通常の逆順ソート:", normal_reverse)

# マイナス記号を使った逆順ソート
shortcut_reverse = sorted(numbers, key=lambda x: -x)
print("ショートカット逆順ソート:", shortcut_reverse)

# 文字列の逆順ソート
words = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
reverse_words = sorted(words, key=lambda x: x[::-1])
print("文字列の逆順ソート:", reverse_words)

実行結果

通常の逆順ソート: [9, 6, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]
ショートカット逆順ソート: [9, 6, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]
文字列の逆順ソート: ['date', 'cherry', 'banana', 'apple']

マイナス記号を使う方法は、数値リストの場合に特に便利です。

文字列の場合は、x[::-1]というスライス記法を使って文字列を逆順にしてからソートすることで、面白い結果が得られます。

○安定ソートと不安定ソートの使い分け

ソートアルゴリズムには「安定ソート」と「不安定ソート」があります。

安定ソートは、同じキー値を持つ要素の相対的な順序を保持します。

一方、不安定ソートは保持しません。

Pythonの標準的なsort関数は安定ソートですが、状況によっては不安定ソートが必要になることもあります。

from operator import itemgetter
from functools import cmp_to_key

data = [("Alice", 25), ("Bob", 30), ("Charlie", 25), ("David", 35)]

# 安定ソート
stable_sort = sorted(data, key=itemgetter(1))
print("安定ソート:", stable_sort)

# 不安定ソート（わざと不安定にする）
def unstable_compare(a, b):
    return a[1] - b[1] if a[1] != b[1] else (1 if a[0] > b[0] else -1)

unstable_sort = sorted(data, key=cmp_to_key(unstable_compare))
print("不安定ソート:", unstable_sort)

実行結果

安定ソート: [('Alice', 25), ('Charlie', 25), ('Bob', 30), ('David', 35)]
不安定ソート: [('Charlie', 25), ('Alice', 25), ('Bob', 30), ('David', 35)]

安定ソートでは、Aliceの方がCharlieより先に登場していたので、ソート後もその順序が保たれています。

不安定ソートでは、同じ年齢の人の順序が変わることがあります。

○サンプルコード10：カスタムクラスのソート実装

最後に、カスタムクラスのソート方法を紹介します。

Pythonでは、クラスに特殊メソッドを実装することで、独自のソート順序を定義できます。

class Book:
    def __init__(self, title, author, year):
        self.title = title
        self.author = author
        self.year = year

    def __repr__(self):
        return f"Book('{self.title}', '{self.author}', {self.year})"

    def __lt__(self, other):
        return (self.year, self.title) < (other.year, other.title)

books = [
    Book("1984", "George Orwell", 1949),
    Book("To Kill a Mockingbird", "Harper Lee", 1960),
    Book("The Great Gatsby", "F. Scott Fitzgerald", 1925),
    Book("Pride and Prejudice", "Jane Austen", 1813)
]

sorted_books = sorted(books)
print("ソート結果:")
for book in sorted_books:
    print(book)

実行結果

ソート結果:
Book('Pride and Prejudice', 'Jane Austen', 1813)
Book('The Great Gatsby', 'F. Scott Fitzgerald', 1925)
Book('1984', 'George Orwell', 1949)
Book('To Kill a Mockingbird', 'Harper Lee', 1960)

ltメソッドを実装することで、「小なり」比較の動作を定義しています。

年と題名のタプルを比較することで、まず年で並べ替え、同じ年の場合は題名でソートするようになっています。