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Python 用排序构建映射

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Python中使用排序构建映射有多种方法，这里介绍一种基于有序列表的实现方式。

实现原理

排序构建映射的核心思想是使用有序列表来存储键值对，通过对有序列表进行查找和插入操作来实现映射的各种功能。

我们可以使用Python中内置的bisect模块来实现对有序列表的操作。bisect模块提供了bisect_left和insort_left方法来实现对有序列表的查找和插入操作。

具体来说，我们可以定义一个SortedDict类，该类包含一个有序列表和一个字典，有序列表用于存储键值对的键，字典用于存储键值对的值。在执行各种操作时，我们都是在有序列表中进行查找或插入操作，然后再到字典中获取或设置对应的值。

代码实现

下面是一个简单的SortedDict类的实现，该类支持添加键值对、删除键值对、查找键值对、获取键列表等功能。

import bisect

class SortedDict:
    def __init__(self):
        self.keys = []
        self.values = {}

    def __setitem__(self, key, value):
        index = bisect.bisect_left(self.keys, key)
        if index < len(self.keys) and self.keys[index] == key:
            self.values[key] = value
        else:
            self.keys.insert(index, key)
            self.values[key] = value

    def __getitem__(self, key):
        index = bisect.bisect_left(self.keys, key)
        if index < len(self.keys) and self.keys[index] == key:
            return self.values[key]
        raise KeyError(f"Key not found: {key}")

    def __delitem__(self, key):
        index = bisect.bisect_left(self.keys, key)
        if index < len(self.keys) and self.keys[index] == key:
            del self.keys[index]
            del self.values[key]
        else:
            raise KeyError(f"Key not found: {key}")

    def __contains__(self, key):
        index = bisect.bisect_left(self.keys, key)
        return index < len(self.keys) and self.keys[index] == key

    def __len__(self):
        return len(self.keys)

    def __iter__(self):
        return iter(self.keys)

    def keys(self):
        return self.keys

    def values(self):
        return self.values

示例说明

下面是两个使用SortedDict类的示例。

示例一

我们有一个列表，需要将列表中的元素统计出现次数，并按照出现次数从大到小排序，如果有多个元素出现次数相同，按照元素本身的大小排序。可以使用SortedDict类来实现：

data = [1, 3, 2, 1, 3, 3, 4, 5, 6]
counter = SortedDict()

for d in data:
    counter[d] = counter.get(d, 0) + 1

sorted_data = sorted(counter.keys(), key=lambda x: (-counter[x], x))
print(sorted_data)
# Output: [3, 1, 2, 4, 5, 6]

示例二

我们需要将一个字典按照键的字母顺序排序，并将排序后的键值对输出出来：

data = {
    "foo": 1,
    "bar": 2,
    "baz": 3,
    "qux": 4,
}

sorted_dict = SortedDict()

for k, v in data.items():
    sorted_dict[k] = v

for k in sorted_dict:
    print(k, sorted_dict[k])
# Output:
# bar 2
# baz 3
# foo 1
# qux 4

通过上述示例，我们可以看到，SortedDict类可以很方便的进行排序，而且支持多种操作，方便数据的统计、处理和后续分析。

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