Да, это можно наблюдать. Я сделал, вот визуализация:
And another one with more elements:
Why do your attempts fail?
- The
list subclass fails because sort works "inside" the list at C code level, not going through the public Python __setitem__ interface.
- The comparison attempt fails because the list is indeed made empty during the sort, as исходный код объясняет:
/* The list is temporarily made empty, so that mutations performed
* by comparison functions can't affect the slice of memory we're
* sorting (allowing mutations during sorting is a core-dump
* factory, since ob_item may change).
Но тогда как посмотреть список при сортировке, если он пустой? Легко: мы этого не делаем. Не во время сортировки. Но после частичных сортировок.
Timsort:
- Deterministi c, поэтому сортировка определенного ввода всегда приводит к одним и тем же шагам.
- Достаточно хорошо, чтобы не уничтожать список в случае возникновения исключения. Вместо этого он просто «останавливается на месте» и оставляет список в не полностью отсортированном состоянии. Как код говорит:
/* [...] Even in case of error, the
* list will be some permutation of its input state (nothing is lost or
* duplicated).
Итак, идея такова:
- Сортировать и вызывать исключение в первое сравнение, чтобы Тимсорт на этом остановился. Перехватите исключение и распечатайте частично отсортированный список.
- Снова выполните сортировку из того же начального состояния и вызовите исключение при втором сравнении, чтобы Timsort остановился на этом. Перехватите исключение и распечатайте частично отсортированный список.
- Опять же, но с исключением третьего сравнения.
- И так далее, позволяя все больше и больше сравнений, пока список полностью отсортирован.
Код, выполняющий это (за исключением того, что он не показывает повторяющиеся состояния, что происходит, когда Timsort выполняет несколько сравнений перед следующим ходом):
import string
from random import shuffle
from itertools import count
class Str(str):
def __lt__(self, other):
global allowed_comparisons
if allowed_comparisons == 0:
raise Exception
allowed_comparisons -= 1
return other > self
a = list(string.ascii_letters + string.digits + '<>')
shuffle(a)
shown = None
for allowed_comparisons in count():
try:
b = list(map(Str, a))
b.sort()
except:
pass
state = ''.join(b)
if state != shown:
print(state)
shown = state
if list(state) == sorted(state):
break
Вывод, обсуждаемый ниже:
k1z5Qi>jCVsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1kz5Qi>jCVsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15kzQi>jCVsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15Qkzi>jCVsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15Qikz>jCVsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>QikzjCVsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>QijkzCVsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>CQijkzVsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>CQVijkzsfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>CQVijkszfRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>CQVfijkszRbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>CQRVfijkszbBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>CQRVbfijkszBWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>BCQRVbfijkszWSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>BCQRVWbfijkszSnJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>BCQRSVWbfijksznJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>BCQRSVWbfijknszJOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>BCJQRSVWbfijknszOD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>BCJOQRSVWbfijknszD6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
15>BCDJOQRSVWbfijknsz6AZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
156>BCDJOQRSVWbfijknszAZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
156>ABCDJOQRSVWbfijknszZ3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
156>ABCDJOQRSVWZbfijknsz3cGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDJOQRSVWZbfijknszcGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDJOQRSVWZbcfijknszGTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGJOQRSVWZbcfijknszTaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGJOQRSTVWZbcfijknszaIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGJOQRSTVWZabcfijknszIrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknszrvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrszvw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvzw0pePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0wpePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0pwePH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0epwPH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0PepwH94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0HPepw94UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz09HPepw4UgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz049HPepwUgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz049HPUepwgqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz049HPUegpwqEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz049HPUegpqwEK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz049EHPUegpqwK2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz049EHKPUegpqw2FNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0249EHKPUegpqwFNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0249EFHKPUegpqwNYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0249EFHKNPUegpqwYL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0249EFHKNPUYegpqwL7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz0249EFHKLNPUYegpqw7Xdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz02479EFHKLNPUYegpqwXdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz02479EFHKLNPUXYegpqwdltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz02479EFHKLNPUXYdegpqwltoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz02479EFHKLNPUXYdeglpqwtoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz02479EFHKLNPUXYdeglpqtwoxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz02479EFHKLNPUXYdeglopqtwxy8uM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz024789EFHKLNPUXYdeglopqtwxyuM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz024789EFHKLNPUXYdeglopqtuwxyM<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz024789EFHKLMNPUXYdeglopqtuwxy<hm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz024789<EFHKLMNPUXYdeglopqtuwxyhm
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz024789<EFHKLMNPUXYdeghlopqtuwxym
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz024789<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
01356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz24789<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
012356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz4789<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz789<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
01234567>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz89<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
012345678>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz9<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvzEFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEGIJOQRSTVWZabcfijknrsvzFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGIJOQRSTVWZabcfijknrsvzHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJOQRSTVWZabcfijknrsvzKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKOQRSTVWZabcfijknrsvzLMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLOQRSTVWZabcfijknrsvzMNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMOQRSTVWZabcfijknrsvzNPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOQRSTVWZabcfijknrsvzPUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTVWZabcfijknrsvzUXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWZabcfijknrsvzXYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXZabcfijknrsvzYdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcfijknrsvzdeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdfijknrsvzeghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefijknrsvzghlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefgijknrsvzhlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijknrsvzlmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklnrsvzmopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnrsvzopqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnorsvzpqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnoprsvzqtuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrsvztuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstvzuwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvzwxy
0123456789<>ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz
Обратите внимание, что в приведенном выше выводе есть три этапа:
- Первая половина (32 элемента) сортируется до
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz. Timsort делает это с сортировкой двоичной вставкой. Каждая строка в выводе соответствует одной вставке. - Вторая половина (32 элемента) сортируется до
024789<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy. Снова с сортировкой двоичной вставкой. - Timsort объединяет две половины. Эти строки в выводе не совсем показывают реальные состояния во время сортировки. Посмотрим на первый шаг:
1356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz024789<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy 01356>ABCDGIJOQRSTVWZabcfijknrsvz24789<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy На самом деле Timsort объединяет две половины, перемещая первую половину во временное пространство. А затем объедините две половины в данный список слева направо. Итак, на самом деле после того, как 0 из второй половины перемещается на передний план, список выглядит так: 0--------------------------------24789<EFHKLMNPUXYdeghlmopqtuwxy Со всеми черточками - это незанятое пространство. Теперь, когда я вызываю свое исключение, Timsort не просто оставляет список таким образом, но, по крайней мере, аккуратно перемещает оставшиеся элементы первой половины обратно в это незанятое пространство. Вот почему в моем выводе кажется, что Timsort перемещает 0 влево и сдвигает всю первую половину вправо на один индекс. Это было бы неэффективно, и это не то, что происходит, когда Timsort работает нормально, без моих исключений.
Вы также можете увидеть эти три этапа на моем анимированном изображении вверху. И в этой версии "заставки", где я прокручиваю приведенный выше вывод. Я думаю, что это выглядит круто (я надеялся, что это будет похоже на Матричный код дождя ), но мне это менее ясно:
Note that here the third stage merges from right to left (with the right half moved out to temp space), which Timsort does when that's better.
Code for generating that image using Подушка , после хранения указывает в списке states вместо их печати:
from PIL import Image, ImageDraw
images = []
for i in range(len(states) - 14):
img = Image.new('RGB', (384, 225), (0, 0, 0))
text = '\n'.join(states[i:i+15])
d = ImageDraw.Draw(img)
d.multiline_text((0,0), text, fill=(0, 200, 0))
img = img.resize((384*2, 225*2), 0)
images.append(img)
images[0].save('timatrix.png', save_all=True, append_images=images[1:],
optimize=False, duration=100, loop=0)