Python中以平方为键的sorted排序代码逻辑疑问

第一步：生成待排序的原始序列 #

Python执行这段代码时，会从最基础的参数开始依次计算，首先求值传入sorted的第一个实参range(-3, 4)：

• range遵循左闭右开规则：从起始值-3开始，每次步长为1，取所有小于结束值4的整数
• 展开为可遍历的完整元素列表，就是原始待排序列表：[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3]
  这一步只是准备好需要排序的所有元素，此时还没有启动排序流程。

第二步：理解key参数的实际作用 #

明确sorted的排序核心规则，避免对key功能的误解：

• 传入的key=lambda x: x*x本质是一个一次性的临时换算函数，等价于日常写的普通函数：

  def get_sort_value(x):
      return x * x
  

• key函数不会修改原始列表里的任何元素，只会给列表中的每一个元素，单独计算一个用于排序的参考值（可以理解为给每个元素打一个排序用的分数）
• 最终sorted是按照这个参考分数从小到大排序，完全不会按照元素本身的数值大小排序

第三步：为每个原始元素计算排序参考值 #

把原始序列的每个元素代入上面的换算函数，得到的对应参考值如下：

第四步：按参考值排序，输出最终结果 #

排序过程完全遵循两个固定规则：

1. 优先按照元素对应的排序参考值从小到大排列
2. 如果两个元素的参考值完全相等，就保留这两个元素在原始序列里的先后相对位置（这是Python内置sorted的稳定排序特性）

按照规则的排列拆解：

• 参考值最小的是0，对应元素0，排在第一位
• 参考值为1的元素有两个：-1、1。因为-1在原始序列中位置早于1，所以顺序保留为-1在前、1在后，排在0之后
• 参考值为4的元素有两个：-2、2。同理，-2在原始序列位置早于2，顺序保留为-2在前、2在后，排在1之后
• 参考值为9的元素有两个：-3、3。-3在原始序列位置早于3，顺序保留为-3在前、3在后，排在2之后

最终拼接得到的结果就是代码运行输出的：[0, -1, 1, -2, 2, -3, 3]

常见认知补充 #

如果去掉key参数，sorted会直接按照元素本身的数值大小排序，输出结果会是[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3]，和上述结果的差异核心，就是加了平方值作为排序参考。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user14025936