ในโลกของการเขียนโปรแกรม การจัดการข้อมูลคือหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน การเลือกใช้โครงสร้างข้อมูลที่เหมาะสมและเทคนิคในการจัดการข้อมูลเหล่านั้นสามารถส่งผลถึงความรวดเร็วและความเสถียรได้ วันนี้เราจะพูดถึงเทคนิคหนึ่งที่มีความสำคัญในการจัดการข้อมูลแบบไดนามิคที่มีชื่อว่า Quadratic Probing Hashing ในภาษา Java และจะมีการนำเสนอตัวอย่างโค้ดเพื่อให้เข้าใจวิธีการทำงานของมันอย่างชัดเจน
การ Hashing เป็นกระบวนการแปลงข้อมูลลงไปเก็บในตารางชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Hash Table ซึ่งเป็นโครงสร้างข้อมูลที่ออกแบบมาเพื่อการค้นหาข้อมูลด้วยความเร็วสูง วิธีการ Quadratic Probing เป็นการแก้ปัญหาการชน (collision) ที่เกิดขึ้นเมื่อมีมากกว่าหนึ่งคีย์ที่มีค่า hash ซ้ำกัน
โปรแกรมนี้จะนำเสนอเทคนิคในการใช้ Quadratic Probing ในการ insert, find และ delete ข้อมูลใน Hash Table โดยมีขั้นตอนการทำงานดังนี้:
1. Insert (การเพิ่มข้อมูล): เมื่อต้องการเพิ่มข้อมูล, คำนวณค่า hash จากข้อมูลที่จะเพิ่ม หากพบว่าตำแหน่งนั้นถูกใช้งานไปแล้ว (ชน) จะใช้สูตร Quadratic Probing ในการค้นหาตำแหน่งใหม่ที่ว่างอย่างเช่น i^2 (โดยที่ i เป็นลำดับการทดลองใส่ข้อมูล)
2. Find (การค้นหาข้อมูล): คำนวณค่า hash จากข้อมูลที่ต้องการค้นหา ตรวจสอบตำแหน่งที่ได้รับจากค่า hash หากไม่พบข้อมูล ใช้ Quadratic Probing เพื่อค้นหาตำแหน่งที่เป็นไปได้ต่อไป
3. Delete (การลบข้อมูล): เพื่อลบข้อมูล ค้นหาข้อมูลในตารางและโค้ดที่คาดหวังไว้ ถ้าข้อมูลนั้นจะถูกลบออก ข้อมูลนั้นอาจจะถูกทำเครื่องหมายเพื่อไม่ให้เข้าถึงได้
ตัวอย่างโค้ดใน Java สำหรับการ insert, find และ delete ด้วย Quadratic Probing:
class HashTable {
String[] hashArray;
int arraySize;
String deletedItem = "-1";
public HashTable(int size) {
arraySize = size;
hashArray = new String[size];
Arrays.fill(hashArray, "-1");
}
public int hashFunc(String word) {
int hashVal = word.hashCode() % arraySize;
if (hashVal < 0) {
hashVal += arraySize;
}
return hashVal;
}
public void insert(String word) {
int hashVal = hashFunc(word);
int i = 1;
while (!hashArray[hashVal].equals("-1")) {
hashVal += i * i;
hashVal %= arraySize;
i++;
}
hashArray[hashVal] = word;
}
public String find(String word) {
int hashVal = hashFunc(word);
int i = 1;
while (!hashArray[hashVal].equals(word)) {
if (hashArray[hashVal].equals("-1")) {
return null;
}
hashVal += i * i;
hashVal %= arraySize;
i++;
}
return hashArray[hashVal];
}
public void delete(String word) {
int hashVal = hashFunc(word);
int i = 1;
while (!hashArray[hashVal].equals(word)) {
if (hashArray[hashVal].equals("-1")) {
return;
}
hashVal += i * i;
hashVal %= arraySize;
i++;
}
hashArray[hashVal] = deletedItem;
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
HashTable myHashTable = new HashTable(10); //ขนาดของตาราง Hash
//การใส่ข้อมูลในตาราง Hash
myHashTable.insert("apple");
myHashTable.insert("banana");
myHashTable.insert("mango");
//การค้นหาข้อมูล
String foundWord = myHashTable.find("apple");
if (foundWord != null) {
System.out.println("Found: " + foundWord);
} else {
System.out.println("Not Found");
}
//การลบข้อมูล
myHashTable.delete("banana");
//... รหัสเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบสถานะของตาราง Hash...
}
}
ข้อดีของ Quadratic Probing:
- ช่วยลดความเป็นไปได้ของการเกิด clustering ที่เกิดจาก Linear Probing, คือสถานการณ์ที่มีข้อมูลหนาแน่นในบางส่วนของตาราง Hash
- สามารถทำให้การกระจายข้อมูลในตาราง Hash มีความสม่ำเสมอมากขึ้น
ข้อเสียของ Quadratic Probing:
- ยังคงมีโอกาสการเกิด secondary clustering ซึ่งเป็นการรวมกลุ่มข้อมูลที่มีค่า hash เริ่มต้นเหมือนกัน
- ระยะการกระโดดที่คำนวณจาก Quadratic Probing อาจทำให้ skip บางตำแหน่งที่ว่างและไม่ถูกใช้งาน
สรุปแล้ว Quadratic Probing เป็นวิธีการที่ช่วยปรับปรุงความสามารถในการจัดการข้อมูลในตาราง Hash โดยเฉพาะเมื่อเผชิญกับปัญหาการชน และเป็นทางเลือกที่ควรพิจารณาสำหรับการใช้งานที่ต้องการความรวดเร็วและประสิทธิภาพสูง สำหรับผู้ที่สงสัยว่าเทคนิคนี้เหมาะกับโปรเจกต์ของตนหรือไม่ หรือต้องการพัฒนาฝีมือการเขียนโค้ดในด้านนี้มากขึ้น ขอเชิญมาร่วมเรียนรู้และฝึกปฏิบัติกับเราที่ EPT สถาบันที่พร้อมจะผลักดันให้คุณไปสู่การเป็นนักพัฒนาซอฟต์แวร์ระดับมืออาชีพได้อย่างมั่นใจ!
หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง
หากมีข้อผิดพลาด/ต้องการพูดคุยเพิ่มเติมเกี่ยวกับบทความนี้ กรุณาแจ้งที่ http://m.me/Expert.Programming.Tutor
085-350-7540 (DTAC)
084-88-00-255 (AIS)
026-111-618
หรือทาง EMAIL: NTPRINTF@GMAIL.COM