如何按数组元素首项排序？多维数组排序问题求助

看起来你是想对三维结构里的每个二维子数组，按其中一维子数组的首元素进行升序排序对吧？我来帮你理清楚问题所在，然后给出两种场景下的解决方案：

先明确你的需求 #

你的数组a是一个3层嵌套结构：外层有3个元素，每个元素是包含4个一维数组的列表/二维数组。你需要把每个外层元素里的4个一维数组，按它们的第一个元素从小到大重新排列，比如第一个外层元素排序后变成[[2, 2, 10, 2], [7, 10, 3, 2], [10, 12, 4, 2], [12, 4, 2, 5]]。

问题出在哪？ #

你之前尝试的a[i,0,:].argsort()或者a[i,a[i,0,:].argsort()]是错误的，因为a[i,0,:]取的是第i个二维子数组的第一行所有元素，而不是所有行的第一个元素。方向搞反了，自然得不到正确的排序索引。

分场景解决 #

场景1：如果你的a是普通Python嵌套列表 #

直接用Python内置的sorted()函数，通过key参数指定按每个一维数组的首元素排序即可，代码简单直观：

a = [ 
    [ [12, 4, 2, 5] , [10, 12, 4, 2], [2, 2, 10, 2], [7, 10, 3 ,2] ], 
    [ [13, 23, 4, 5] , [10, 12, 4, 2], [2, 2, 12, 1], [7, 10, 3 ,2] ], 
    [ [4, 4, 2, 5] , [10, 12, 4, 2], [2, 2, 3, 2], [7, 10, 3 ,2] ], 
]

# 遍历每个外层元素，对其内部的子数组按首元素升序排序
for i in range(len(a)):
    a[i] = sorted(a[i], key=lambda sub_arr: sub_arr[0])

# 验证第一个元素是否符合预期
print(a[0])
# 输出：[[2, 2, 10, 2], [7, 10, 3, 2], [10, 12, 4, 2], [12, 4, 2, 5]]

场景2：如果你的a是NumPy数组 #

如果用NumPy处理，需要先取每个二维子数组的第一列（也就是所有行的首元素），然后用argsort()得到排序后的索引，再用这个索引重新排列行：

import numpy as np

a = np.array([ 
    [ [12, 4, 2, 5] , [10, 12, 4, 2], [2, 2, 10, 2], [7, 10, 3 ,2] ], 
    [ [13, 23, 4, 5] , [10, 12, 4, 2], [2, 2, 12, 1], [7, 10, 3 ,2] ], 
    [ [4, 4, 2, 5] , [10, 12, 4, 2], [2, 2, 3, 2], [7, 10, 3 ,2] ], 
])

# 遍历每个二维子数组进行排序
for i in range(a.shape[0]):
    # 获取当前二维子数组所有行的首元素，生成排序索引
    sort_indices = a[i, :, 0].argsort()
    # 用索引重新排列当前二维子数组的行
    a[i] = a[i, sort_indices, :]

# 验证第一个元素
print(a[0])
# 输出：
# [[ 2  2 10  2]
#  [ 7 10  3  2]
#  [10 12  4  2]
#  [12  4  2  5]]

这里的关键是a[i, :, 0]，它表示取第i个三维切片里的所有行（:）的第0列元素，这样得到的就是每个子数组的首元素，再用argsort()得到排序后的行索引，最后重新排列行就完成了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Axel Stoll