もう迷わない！Pythonでリストを昇順・降順にソートする

# sort はリストをその場で並べ替えます(破壊的)
nums = [3, 1, 4, 1, 5]
print("before:", nums, "id:", id(nums))
ret = nums.sort()  # 戻り値は None
print("after: ", nums, "id:", id(nums))
print("returned:", ret)  # 確認のため

# sorted は新しいリストを返し、元のリストは変更しません(非破壊)
nums = [3, 1, 4, 1, 5]
sorted_nums = sorted(nums)
print("original:", nums,  "id:", id(nums))
print("sorted:  ", sorted_nums, "id:", id(sorted_nums))

# 数値の昇順
nums = [10, -3, 7, 0, 5]
print(sorted(nums))  # 新しいリストで取得

# 文字列の昇順(辞書式順序、Unicodeコードポイント順)
words = ["banana", "Apple", "cherry"]
print(sorted(words))

# 降順
nums = [10, -3, 7, 0, 5]
print(sorted(nums, reverse=True))

# 文字列を降順
words = ["banana", "Apple", "cherry"]
print(sorted(words, reverse=True))

# 先頭のカテゴリで並べ替え(同じカテゴリの中では元の順が保たれる)
items = [("A", 3), ("B", 2), ("A", 1), ("B", 1), ("A", 2)]
# 2番目の値で先にソートし、次に1番目の値でソート
items_sorted = sorted(items, key=lambda x: x[1])   # (A,3)が最後へ
items_sorted = sorted(items_sorted, key=lambda x: x[0])  # 安定性により同値の順序維持
print(items_sorted)

# 基本形: sorted(iterable, key=関数, reverse=False)
people = ["bob", "Alice", "charlie"]
# 文字数(長さ)を基準に昇順
print(sorted(people, key=len))
# 文字数を基準に降順
print(sorted(people, key=len, reverse=True))

# 長さで昇順
words = ["Python", "C", "JavaScript", "Go"]
print(sorted(words, key=len))

# 絶対値の小さい順
nums = [-10, 2, -3, 7, -1]
print(sorted(nums, key=abs))

# 大文字小文字を無視(小文字化した結果で比較)
words = ["banana", "Apple", "cherry", "apricot"]
print(sorted(words, key=str.lower))

# 末尾の文字でソート
words = ["cat", "dog", "zebra", "ant"]
print(sorted(words, key=lambda s: s[-1]))

# 例: 文字列を「前後の空白除去→小文字化→長さ」を複合キーにする
def normalize_and_len(s: str):
    s2 = s.strip().lower()     # 前後の空白を除去して小文字化
    return (len(s2), s2)       # 長さ優先、同率は辞書順

data = ["  Banana", "apple", "Cherry  ", "apricot"]
print(sorted(data, key=normalize_and_len))

# クラス(昇順) → 点数(降順) → 名前(昇順) の優先順位で並べ替え
students = [
    {"class": 2, "name": "Sato", "score": 82},
    {"class": 1, "name": "Ito",  "score": 82},
    {"class": 1, "name": "Abe",  "score": 95},
    {"class": 2, "name": "Ueda", "score": 95},
    {"class": 1, "name": "Ono",  "score": 70},
]

sorted_students = sorted(
    students,
    key=lambda d: (d["class"], -d["score"], d["name"])  # 降順は符号反転で表現
)
for s in sorted_students:
    print(s)

# 辞書の値を取り出す: itemgetter
from operator import itemgetter

students = [
    {"class": 2, "name": "Sato", "score": 82},
    {"class": 1, "name": "Ito",  "score": 82},
    {"class": 1, "name": "Abe",  "score": 95},
]

# まず score 降順にしたいので -score を作る小さなヘルパを用意
def key_for_student(d):
    return (d["class"], -d["score"], d["name"])

print(sorted(students, key=key_for_student))

# タプルであれば itemgetter(インデックス) も使えます
records = [(2, "Sato", 82), (1, "Ito", 82), (1, "Abe", 95)]
print(sorted(records, key=itemgetter(0, 2, 1)))  # class → score → name

# オブジェクト属性で並べ替え: attrgetter
from operator import attrgetter
from dataclasses import dataclass

@dataclass
class User:
    name: str
    age: int
    city: str

users = [User("Sato", 29, "Tokyo"), User("Abe", 35, "Nagoya"), User("Ito", 29, "Osaka")]

# 年齢(昇順)→名前(昇順)
print(sorted(users, key=attrgetter("age", "name")))

# 下位条件から順に sort する例(破壊的だが効率的)
students = [
    {"class": 2, "name": "Sato", "score": 82},
    {"class": 1, "name": "Ito",  "score": 82},
    {"class": 1, "name": "Abe",  "score": 95},
    {"class": 2, "name": "Ueda", "score": 95},
    {"class": 1, "name": "Ono",  "score": 70},
]

students.sort(key=lambda d: d["name"])          # 第3優先
students.sort(key=lambda d: -d["score"])        # 第2優先(降順)
students.sort(key=lambda d: d["class"])         # 第1優先

for s in students:
    print(s)

data = [1, "2", 3]
# print(sorted(data))  # TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int'

# 対処1: すべて文字列にそろえる
print(sorted(data, key=str))

# 対処2: すべて数値にそろえる(変換できない値が混じると別の例外になる点に注意)
data2 = ["10", "2", "30"]
print(sorted(data2, key=int))

# None を最後に送る昇順: (Noneかどうか, 値 or 番兵)
data = [3, None, 1, None, 2]
safe_sorted = sorted(data, key=lambda x: (x is None, x if x is not None else float("inf")))
print(safe_sorted)

# 文字列版の例
data_s = ["b", None, "a"]
safe_sorted_s = sorted(data_s, key=lambda x: (x is None, x if x is not None else ""))
print(safe_sorted_s)

import locale

words = ["がく", "か゛く", "かく", "あい", "アイ"]
try:
    locale.setlocale(locale.LC_COLLATE, "ja_JP.UTF-8")  # 環境により失敗する場合あり
    print(sorted(words, key=locale.strxfrm))
except locale.Error:
    # フォールバック: ロケールが使えない環境ではそのまま
    print(sorted(words))

data = [3, 1, 2]
# 非破壊
asc = sorted(data)
print("original:", data, "sorted:", asc)

# 破壊的にしたくない場合のコピー + sort
copy_data = data.copy()
copy_data.sort(reverse=True)
print("original:", data, "desc(copy):", copy_data)

# ほぼ整列済みデータの例(最後に大きな値が少し)
data = list(range(100000)) + [100001, 100002, 100003]
# 実行時間の測定は環境依存のため、ここではアルゴリズムの特性だけ示します
sorted_data = sorted(data)  # Timsort により効率よく並び替えられる
print(len(sorted_data), sorted_data[:3], sorted_data[-3:])