เข้าใจ Quick Sort ด้วยภาษา C – อัลกอริทึมสำคัญในโลกคอมพิวเตอร์

การเรียงลำดับข้อมูล (Sorting) เป็นหนึ่งในการดำเนินการพื้นฐานที่สำคัญในการเขียนโปรแกรม หนึ่งในอัลกอริทึมการเรียงข้อมูลที่ทรงพลังและทั่วไปที่สุดคือ Quick Sort ซึ่งถูกพัฒนาโดย Tony Hoare ในปี 1960 และยังคงเป็นอัลกอริทึมยอดนิยมมาจนถึงทุกวันนี้ เรียนรู้หลักการของมัน คุณจะพบว่าการเขียนโปรแกรมไม่ใช่แค่ศาสตร์แต่ยังเป็นศิลปะในการแก้ไขปัญหาด้วย

อัลกอริทึม Quick Sort คืออะไร

Quick Sort เป็นอัลกอริทึมการเรียงลำดับแบบ"แบ่งแล้วครอง"(Divide and Conquer) ที่เลือกข้อมูลหนึ่งชิ้นจากอาเรย์(array) ซึ่งเรียกว่า 'pivot' และจัดเรียงให้ข้อมูลที่น้อยกว่า pivot อยู่ด้านหนึ่ง, ใหญ่กว่าอยู่อีกด้านหนึ่ง ด้วยการทำเช่นนี้อย่างเรื้อรัง, อาเรย์จะถูกเรียงลำดับได้อย่างถูกต้อง

ตัวอย่างโค้ดภาษา C สำหรับ Quick Sort:

#include 

void quickSort(int *arr, int left, int right) {
    if (left < right) {
        int partitionIndex = partition(arr, left, right);

        // Recursively sort elements before
        // and after partition
        quickSort(arr, left, partitionIndex - 1);
        quickSort(arr, partitionIndex + 1, right);
    }
}

int partition(int *arr, int left, int right) {
    int pivot = arr[right];
    int i = (left - 1);

    for (int j = left; j < right; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            swap(&arr[i], &arr[j]);
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[right]);
    return (i + 1);
}

void swap(int* a, int* b) {
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

int main() {
    int array[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = sizeof(array)/sizeof(array[0]);
    quickSort(array, 0, n-1);
    printf("Sorted array: \n");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    return 0;
}

Use Case ของ Quick Sort ในโลกจริง:

Quick Sort มีประโยชน์อย่างมากในสถานการณ์ที่ต้องการเรียงข้อมูลในปริมาณมาก เช่น การจัดเรียงฐานข้อมูลผู้ใช้งานเพื่อค้นหาข้อมูลอย่างรวดเร็ว หรือการจัดเรียงสินค้าในระบบ e-commerce เพื่อแสดงผลลัพธ์การค้นหาได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

Complexity และข้อดีข้อเสียของ Quick Sort:

Complexity:

- เวลาเฉลี่ย (Average case): O(n log n)

- เวลาแย่ที่สุด (Worst case): O(n²)

- ความจุเมื่อใช้งานปกติ (Space Complexity): O(log n) เนื่องจากการใช้ stack space ในการเรียกฟังก์ชั่นเวลา dividing

ข้อดีของ Quick Sort:

- มีประสิทธิภาพสูงเมื่อเทียบกับวิธีการเรียงลำดับอื่นๆ

- ไม่ต้องมีพื้นที่เพิ่มเติมเนื่องจากเป็น in-place sort

- ปรับแต่งได้ง่าย เช่น การเลือก pivot

ข้อเสียของ Quick Sort:

- ไม่เสถียร (unstable), หมายความว่าสามารถเปลี่ยนลำดับของข้อมูลที่เท่ากันได้

- อาจเกิด worst case performance อย่างง่ายหาก pivot ที่ใช้ไม่เหมาะสม

ร่วมเรียนรู้การเขียนโปรแกรมและอัลกอริทึมในทุกมิติที่ EPT

ที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) ถือเป็นสถานที่ที่เหมาะสมสำหรับการเริ่มต้นหรือเสริมสร้างทักษะโปรแกรมมิ่งเพื่อเตรียมตัวให้พร้อมเข้าสู่อุตสาหกรรมไอที ไม่เพียงแต่วิธีการเขียนโปรแกรมเช่นการใช้ Quick Sort ที่คุณจะได้เรียนรู้ เรายังมีหลักสูตรอื่นๆ ที่กว้างขวางซึ่งจะช่วยให้คุณสามารถประยุกต์และวิเคราะห์ปัญหาไอทีในระดับที่ลึกซึ้งกว่า ให้คุณได้พบกับโลกของการเขียนโปรแกรมที่ไม่มีขอบเขตกับเราที่ EPT วันนี้!

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง