为什么这个用于对异类序列进行排序的键类的行为奇怪？

Question

Python 3.X的sorted()功能不能被依赖于排序异质序列，因为大多数对不同类型的是unorderable（数字类型喜欢int，float，decimal.Decimal等是一个例外）：

Python 3.4.2 (default, Oct  8 2014, 08:07:42) 
[GCC 4.8.2] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> sorted(["one", 2.3, "four", -5])
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: float() < str()

相反，没有自然顺序的对象之间的比较是任意的，但在Python 2.x中是一致的，因此sorted()可以：

Python 2.7.8 (default, Aug  8 2014, 14:55:30) 
[GCC 4.8.2] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> sorted(["one", 2.3, "four", -5])
[-5, 2.3, 'four', 'one']

为了复制在Python 3.X的Python 2.x的行为，我写了一个类来用作key参数sorted()，这依赖于这样一个事实sorted()是保证只使用低于比较：

class motley:

    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def __lt__(self, other):
        try:
            return self.value < other.value
        except TypeError:
            return repr(type(self.value)) < repr(type(other.value))

用法示例：

>>> sorted(["one", 2.3, "four", -5], key=motley)
[-5, 2.3, 'four', 'one']

到现在为止还挺好。

但是，当sorted(s, key=motley)某些包含复数的序列被调用时，我注意到了一个令人惊讶的行为：

>>> sorted([0.0, 1, (1+0j), False, (2+3j)], key=motley)
[(1+0j), 0.0, False, (2+3j), 1]

我会期望的0.0，False并且1在一个组中（因为它们是可相互排序的），(1+0j)而(2+3j)在另一个组中（因为它们是同一类型）。这个结果中的复数不仅彼此分开，而且其中一个位于彼此可比较但不与之可比的一组对象中间，这一事实有些令人困惑。

这里发生了什么？

Answer 1

您不知道比较按照什么顺序进行，甚至不知道比较哪些项目，这意味着您真的不知道您__lt__将产生什么样的效果。您定义的内容__lt__有时取决于实际值，有时取决于类型的字符串表示形式，但是在排序过程中，两个版本都可以用于同一对象。这意味着您的排序不仅由列表中的对象决定，而且还可能取决于它们的初始顺序。反过来，这意味着仅仅因为对象是可相互比较的，并不意味着它们将被排序在一起。它们之间可能被无法比拟的对象“阻挡”。

您可以通过放一些调试打印来查看正在比较的内容，以了解发生了什么：

class motley:

    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def __lt__(self, other):
        fallback = False
        try:
            result = self.value < other.value
        except TypeError:
            fallback = True
            result = repr(type(self.value)) < repr(type(other.value))
        symbol = "<" if result else ">"
        print(self.value, symbol, other.value, end="")
        if fallback:
            print(" -- because", repr(type(self.value)), symbol, repr(type(other.value)))
        else:
            print()
        return result

然后：

>>> sorted([0.0, 1, (1+0j), False, (2+3j)], key=motley)
1 > 0.0
(1+0j) < 1 -- because <class 'complex'> < <class 'int'>
(1+0j) < 1 -- because <class 'complex'> < <class 'int'>
(1+0j) < 0.0 -- because <class 'complex'> < <class 'float'>
False > 0.0
False < 1
(2+3j) > False -- because <class 'complex'> > <class 'bool'>
(2+3j) < 1 -- because <class 'complex'> < <class 'int'>
[(1+0j), 0.0, False, (2+3j), 1]

例如，您可以看到基于类型的排序用于将复数与1进行比较，而不是用于对1和0进行比较。类似地，0.0 < False出于“正常”原因，但2+3j > False出于基于类型名称的原因。

结果是它排序1+0j到开头，然后离开2+3j它在False以上的位置。它甚至从未尝试将两个复数相互比较，并且将两者都比较的唯一项是1。

更一般而言，您的方法会导致不及物动的顺序，并为所涉及类型的名称提供适当的选择。例如，如果定义了类别A，B和C，使得A和C可以被比较，但比较B时的，然后通过创建对象它们引发异常a，b以及c（从相应的类），使得c < a，可以创建一个周期a < b < c < a。 a < b < c这是正确的，因为将根据名称对类进行比较，但是c < a由于可以直接比较这些类型。使用不及物动词的顺序，就不可能有“正确的”排序顺序。

您甚至可以使用内置类型来执行此操作，尽管需要一些创意来思考类型名称按正确的字母顺序排列的对象：

>>> motley(1.0) < motley(lambda: 1) < motley(0) < motley(1.0)
True

（因为'float' < 'function':-)