รู้จัก Quick Sort: การจัดเรียงข้อมูลอย่างรวดเร็วใน PHP

 

ในยุคที่ข้อมูลมีขนาดใหญ่และซับซ้อน การจัดเรียงข้อมูลเป็นหนึ่งในปัญหาที่สำคัญอย่างยิ่งในด้านการเขียนโปรแกรม สำหรับนักพัฒนา โปรแกรมเมอร์ หรือแม้แต่ผู้ที่สนใจเกี่ยวกับด้านเทคโนโลยีการศึกษา การเรียนรู้เกี่ยวกับอัลกอริธึมต่างๆ เช่น Quick Sort จะช่วยเพิ่มทักษะและความเข้าใจในหลักการพื้นฐานของการเขียนโปรแกรมให้แก่เรา

 

Quick Sort คืออะไร?

Quick Sort หรือที่เรารู้จักกันในชื่อ “การจัดเรียงแบบรวดเร็ว” คืออัลกอริธึมการจัดเรียงที่พัฒนาโดย โทนี ฮอส์ (Tony Hoare) ในปี 1960 เทคนิคการจัดเรียงนี้ใช้แนวคิด “แบ่งแล้วพิชิต” (Divide and Conquer) โดยเฉพาะตัวอย่างการใช้งานที่มีความเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดเรียงข้อมูลที่ใหญ่ ใน Quick Sort เราจะเลือก “พีวอต” (Pivot) ซึ่งเป็นค่าหนึ่งในข้อมูลที่เราต้องการจัดเรียง จากนั้นจะทำการแบ่งข้อมูลเป็นสองส่วน คือ ข้อมูลที่น้อยกว่าพีวอตและข้อมูลที่มากกว่าพีวอต แล้วเรียกฟังก์ชันนี้ซ้ำกับทั้งสองส่วนจนกว่าจะเสร็จสิ้น

 

วิธีการทำงานของ Quick Sort

การทำงานของ Quick Sort สามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่างๆ ดังนี้:

1. เลือกพีวอต: เลือกค่าที่จะใช้แบ่งข้อมูล 2. แบ่งข้อมูล: ทำการเปรียบเทียบแต่ละค่าในข้อมูลกับพีวอต และแบ่งข้อมูลออกเป็นสองกลุ่ม 3. เรียกใช้งานซ้ำ: เรียกใช้งาน Quick Sort โดยให้ข้อมูลลูกหลานสองกลุ่มนั้น 4. รวมผล: เมื่อข้อมูลถูกเรียงลำดับเรียบร้อยแล้ว จึงนำผลลัพธ์มารวมกัน

 

ตัวอย่างโค้ด PHP สำหรับ Quick Sort

เพื่อให้ดูชัดเจนมากขึ้น เราจะมาดูตัวอย่างโค้ด PHP ที่ใช้ในการจัดเรียงข้อมูลด้วย Quick Sort กันครับ:

 <?php
function quickSort($array) {
    if (count($array) < 2) {
        return $array; // ถ้าข้อมูลมีน้อยกว่า 2 ไม่ต้องทำอะไร
    }

    $pivot = $array[0]; // เลือกพีวอต
    $less = []; // ข้อมูลที่น้อยกว่าพีวอต
    $greater = []; // ข้อมูลที่มากกว่าพีวอต

    for ($i = 1; $i < count($array); $i++) {
        if ($array[$i] < $pivot) {
            $less[] = $array[$i];
        } else {
            $greater[] = $array[$i];
        }
    }

    // รวมผลกลับมาพร้อมกับพีวอต
    return array_merge(quickSort($less), [$pivot], quickSort($greater));
}

// ตัวอย่างการใช้งาน:
$inputArray = [4, 6, 8, 3, 7, 1, 9, 5];
$sortedArray = quickSort($inputArray);
print_r($sortedArray);
?>

ในโค้ดนี้ เราสร้างฟังก์ชัน `quickSort` ที่ทำการรับอาร์เรย์เป็นพารามิเตอร์และคืนค่าผลลัพธ์ที่ถูกจัดเรียงแล้ว โดยวิธีการนี้จะใช้การเปรียบเทียบเพื่อจัดระเบียบข้อมูลและทำการ merge กลับเข้าด้วยกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

Use Case ของ Quick Sort

1. การจัดเรียงข้อมูลการค้นหา: Quick Sort เหมาะสำหรับการจัดเรียงข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ เช่น การจัดเรียงรายชื่อผู้ใช้งานในระบบคอมพิวเตอร์ที่มีการเข้าใช้งานมากๆ 2. การวิเคราะห์ข้อมูล: นักวิเคราะห์ข้อมูลสามารถใช้ Quick Sort เพื่อจัดเรียงค่าทางสถิติหรือผลการศึกษา โดยช่วยให้การค้นหาข้อมูลทำได้รวดเร็วขึ้น 3. การสร้างระบบจัดระเบียบแฟ้มข้อมูล: ในการพัฒนาเว็บแอปพลิเคชัน ระบบเครดิต ฯลฯ Quick Sort ยังสามารถใช้ในการจัดเรียงข้อมูลช่วยให้การประมวลผลเรียบร้อยขึ้น

 

วิเคราะห์ Complexity

เวลา

- Best Case: O(n log n) - Average Case: O(n log n) - Worst Case: O(n^2) (เกิดขึ้นเมื่อพีวอตที่เลือกมีค่าที่สุดหรือค่าน้อยที่สุดอย่างต่อเนื่อง)

สถานที่

- Space Complexity: O(log n) ซึ่งเกิดจาก stack space สำหรับ recursive calls ในกรณีที่ดีที่สุด

 

ข้อดีและข้อเสียของ Quick Sort

ข้อดี:

- มีประสิทธิภาพ: ใช้เวลา O(n log n) บ่อยครั้งในกรณีที่มีออกแบบอย่างดี - ไม่จำกัดขนาดของข้อมูล: ทำงานได้ดีกับข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ - ควบคุมจำนวนการเปรียบเทียบ: ลดการใช้ทรัพยากรในการเปรียบเทียบข้อมูลซ้ำๆ

ข้อเสีย:

- Worst-case performance: อาจมีประสิทธิภาพต่ำเมื่อเลือกพีวอตไม่เหมาะสม - ทับซ้อนของ recursive function: ทำให้ใช้พื้นที่หน่วยความจำมากขึ้น

การใช้ Quick Sort จึงเป็นการตัดสินใจที่มีทั้งภูมิปัญญาและวิจารณญาณ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของข้อมูลที่เราต้องการจัดเรียง หากสนใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการนี้และเทคนิคการจัดเรียงข้อมูลอื่น ๆ อีกมากมาย ขอเชิญชวนให้คุณลองศึกษากับ EPT (Expert-Programming-Tutor) เพื่อเข้าใจและเรียนรู้การเขียนโปรแกรมในมิติใหม่!

 

 

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