Python中的cmp：比较和排序

一、什么是cmp函数？

在Python 2中，有一个名为cmp（比较）的内置函数，它接受两个值作为参数，并返回一个指示其大小关系的整数。cmp函数的返回值为0表示相等，为正整数表示第一个数大于第二个数，为负整数表示第一个数小于第二个数。

例如，以下代码演示了两个字符串的比较：

>>> cmp('cat', 'dog')
-1
>>> cmp('apple', 'apple')
0
>>> cmp('zebra', 'giraffe')
1

在进行比较时，cmp函数在两个对象之间进行一个类似于“小于、大于或等于”的比较操作。此比较操作的结果告诉了我们要特定的对象的大小关系。这些比较函数常被用于排序、搜索以及其他与序列相关的操作中。

二、排序算法中的cmp函数的作用

Python中内置的排序算法函数sorted()和sort()函数都可以接受一个可选参数cmp。这个参数指定了比较函数，使得排序顺序发生变化。

以sort()函数为例：

>>> a = [7, 2, 5, 1, 8, 4]
>>> a.sort()
>>> print(a)
[1, 2, 4, 5, 7, 8]

这里没有指定任何的参数cmp，sort()默认会使用Python对象中的“<”运算符进行比较。 如果我们想使用其他的方式进行比较时，就需要用到cmp函数了。比如，如果我们有一个字符串列表和它们的长度列表时，我们可以用长度列表来排序字符串列表。

>>> str_list = ['pear', 'apple', 'banana', 'orange', 'lemon']
>>> str_len_list = [len(s) for s in str_list]
>>> sorted(str_list, key=lambda x:x[0])
['apple', 'banana', 'lemon', 'orange', 'pear']

上述代码中，首先根据字符串列表中每个字符串的长度生成一个长度列表，然后使用sorted()函数结合lambda表达式指定排序规则，使得排序结果按照字符串列表的长度进行排序，输出为['pear', 'apple', 'banana', 'orange', 'lemon']。

三、如何使用cmp函数进行排序

Python 3中的排序函数sorted()和list.sort()不再支持cmp函数作为参数。那么对于Python 2中支持cmp函数的情况，我们该如何使用呢？

使用cmp函数时，参照以下通用格式：

def cmp_function(x, y):
    if x < y:
        return -1
    elif x > y:
        return 1
    else:
        return 0

在这种形式下，对于x，y的关系，返回 -1 表示x y。

我们可以自定义cmp_function函数，来确定需要排序的元素的顺序。比如以下代码演示了按照字符串的长度升序排序：

>>> str_list = ['pear', 'apple', 'banana', 'orange', 'lemon']
>>> str_list.sort(cmp=lambda x,y: cmp(len(x), len(y)))
>>> print(str_list)
['pear', 'apple', 'banana', 'orange', 'lemon']

另外，我们还可以用lambda表达式的方式来写排序规则：

>>> str_list = ['pear', 'apple', 'banana', 'orange', 'lemon']
>>> str_list.sort(cmp=lambda x,y: cmp(len(x), len(y)))
>>> print(str_list)
['pear', 'apple', 'banana', 'orange', 'lemon']

四、总结

cmp函数是Python内置函数之一，其可用于比较两个元素的大小关系并返回比较结果。在排序算法中，cmp函数通常用于定义元素之间的顺序，以便进行排序操作。在Python 3中，sorted()和list.sort()没有了cmp函数的支持，代之以lambda表达式来定义排序规则。