嵌套列表中的min/max函数是如何工作的？

Question

假设有一个嵌套列表：

my_list = [[1, 2, 21], [1, 3], [1, 2]]

当对此进行min()函数调用时:

min(my_list)

收到的输出是

[1, 2]

为什么它能起作用？它是如何起作用的？有哪些使用案例呢？

- Ahsanul Haque

Answer 1

Python中如何比较列表和其他序列？

在Python中，列表（以及其他序列）是按词典顺序进行比较的，而不是基于任何其他参数。

序列对象可以与具有相同序列类型的其他对象进行比较。比较使用词典排序：首先比较前两个项目，如果它们不同，则确定比较结果；如果它们相等，则比较下两个项目，依此类推，直到任一序列用尽为止。

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什么是词典排序？

来自维基百科关于词典排序的页面

词典顺序（也称为字典顺序、字典序、字母表顺序或词典积）是一种将单词按字母顺序排列的方式的泛化。

min函数返回可迭代对象中最小的值。因此，列表[1,2]的词典值是该列表中最小的。您可以使用[1,2,21]进行检查。

>>> my_list=[[1,2,21],[1,3],[1,2]]
>>> min(my_list)
[1, 2]

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这个min函数的用法是什么？

对于my_list中的每个元素，首先比较[1,2,21]和[1,3]。现在根据文档：

如果要比较的两个项目本身是相同类型的序列，则进行递归的词典式比较。

因此，[1,1,21]的值小于[1,3]，因为[1,3]的第二个元素是字典上更高的值，而[1,1,21]的第二个元素是1。

现在比较[1,2]和[1,2,21]，并从文档中添加另一个参考信息：

如果一个序列是另一个序列的初始子序列，则较短的序列更小。 [1,2] 是 [1,2,21] 的初始子序列。因此，[1,2] 在整体上比[1,2,21]更小。 因此，[1,2] 被作为输出返回。可以通过使用 sorted 函数验证这一点。

>>> sorted(my_list)
[[1, 2], [1, 2, 21], [1, 3]]

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如果列表有多个最小元素怎么办？

如果列表包含重复的最小元素，则返回第一个

>>> my_list=[[1,2],[1,2]]
>>> min(my_list)
[1, 2]

这可以通过调用 id 函数进行确认

>>> my_list=[[1,2],[1,2]]
>>> [id(i) for i in my_list]
[140297364849368, 140297364850160]
>>> id(min(my_list))
140297364849368

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如何防止在min中进行词典比较？

如果所需的比较不是词典比较，则可以使用key参数（如Padraic所述）。

min函数有一个附加的可选参数，名为key。 key参数需要一个函数。

可选参数key指定一个一元排序函数，类似于list.sort()中使用的函数。如果提供了key参数，则必须以关键字形式提供（例如，min(a,b,c,key=func)）。

例如，如果我们需要通过长度获取最小的元素，则需要使用len函数。

>>> my_list=[[1,2,21],[1,3],[1,2]]
>>> min(my_list,key=len)            # Notice the key argument
[1, 3]

我们可以看到这里返回了第一个最短的元素。

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如果列表是异构的怎么办？

在 Python2 之前

如果列表是异构的，则会考虑类型名称进行排序，请查看比较,

除数字外，不同类型的对象按其类型名称排序

因此，如果您在那里放置一个int和一个list，则将获得整数值作为最小值，因为i的值低于l。类似地，'1'的值将高于这两个值。

>>> my_list=[[1,1,21],1,'1']
>>> min(my_list)
1

Python3及以后版本

然而，这种令人困惑的技术在Python3中被移除了。它现在会引发一个TypeError异常。阅读Python 3.0中的新特性

当操作数没有有意义的自然排序时，比较运算符（<、<=、>=、>）引发一个TypeError异常。因此，像1 < ''、0 > None或len <= len这样的表达式不再有效，例如None < None引发TypeError而不是返回False。其推论是，对异构列表进行排序不再有意义 - 所有元素必须相互可比较。

>>> my_list=[[1,1,21],1,'1']
>>> min(my_list)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: int() < list()

但它适用于“可比类型”，例如。

>>> my_list=[1,2.0]
>>> min(my_list)
1

我们可以看到这里的list包含了float和int类型的值。但是由于float和int是可比较的类型，所以min函数在这种情况下也能正常工作。

- Bhargav Rao

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是的，这些解释正是我想要的，不知道这是否是 OP 想要的。 - Remi Guan

是的，我也很满意，但有人能想出一些用例吗？我想不出来。我的意思是，一个列表比另一个列表小，这真的有意义吗？Python是否有意支持它，还是它是实现的结果？ - Ahsanul Haque

@AhsanulHaque 我使用的其中一个用例是基于索引（在我的情况下恰好是第一个元素）对嵌套列表进行排序。这些列表是使用 csv 模块获取的。据我所知，这可能是有意为之，但我还不能确认。我会进行研究并让您知道。 - Bhargav Rao

对于 Python2 特定的！！！ 需要注意：如果你在使用 Python 3，则会引发 TypeError: unorderable types: int() < list()。 - Remi Guan

是的。在Python 3中，他们取消了混合类型比较。请参见Python 3.0的新功能。 - Bhargav Rao

你也可以传递一个关键字给min函数，例如 min(my_list, key=len)，它将返回最短的列表。 - Padraic Cunningham

Answer 2

词典排序的一个简单应用是用于创建可排序的namedtuple类。

from collections import namedtuple
Time = namedtuple('Time', ['hours', 'minutes', 'seconds'])

t1 = Time(hours=8, minutes=15, seconds=30)
t2 = Time(hours=8, minutes=15, seconds=0)
t3 = Time(hours=8, minutes=30, seconds=30)
t4 = Time(hours=7, minutes=15, seconds=30)

assert min(t1, t2, t3, t4) == t4
assert max(t1, t2, t3, t4) == t3

- 김민준

Answer 3

逐个元素比较两个列表

即使两个列表的大小不同，也会从第一个元素开始逐个元素进行比较。

现在假设已经检查了列表的每个元素，并且它们都相同，在较短的列表中没有下一个元素。然后，较短的列表被声明为比较长的列表小。

示例：

>>> [1,2]<[1,3]
True
>>> [1,2]<[1,2,21]
True
>>> [1,3]<[1,2,21]
False
>>>[1,2,22]<[1,2,21]
False
>>>[1]<[1,2,21]
True
>>>

- Tejesh Raut

Answer 4

它逐个比较列表的元素：

>>> [1,2]<[1,3]
True
>>> [1,2]<[1,2,21]
True
>>> 

- Paweł Kordowski

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这真的回答了OP的问题吗？我认为OP知道，但是为什么和如何呢？澄清一下我的评论：Python如何比较两个列表？为什么[1,2] < [1,3]等于True？ - Remi Guan