ทำความรู้จักกับ Bubble Sort: อัลกอริธึมที่ไม่ควรมองข้ามในวงการ Programming

 

ในวิถีการเรียนรู้การเขียนโปรแกรม การรู้จักและเข้าใจอัลกอริธึมต่าง ๆ ถือเป็นสิ่งที่สำคัญมาก หนึ่งในอัลกอริธึมพื้นฐานที่นักพัฒนาซอฟต์แวร์ควรจะได้รู้จักคือ Bubble Sort ในบทความนี้ เราจะพาทุกคนไปสำรวจเกี่ยวกับ Bubble Sort ว่าคืออะไร ใช้แก้ปัญหาอะไร พร้อมตัวอย่างโค้ดในภาษา Node.js และในที่สุดเราจะวิเคราะห์เอกลักษณ์ของมันด้วย

 

Bubble Sort คืออะไร?

Bubble Sort คืออัลกอริธึมการจัดเรียงข้อมูล (Sorting Algorithm) ที่มีหลักการทำงานโดยการเปรียบเทียบและแลกเปลี่ยนตำแหน่งของข้อมูลในอาร์เรย์อย่างต่อเนื่อง จนทำให้ข้อมูลในอาร์เรย์ถูกจัดเรียงเรียบร้อย โดยวิธีการทำงานของ Bubble Sort จะวนลูปผ่านอาร์เรย์ และเปรียบเทียบค่าข้างเคียง จากนั้นก็ทำการสลับค่าหากค่าซ้ายมากกว่าค่าขวา ซึ่งจะทำให้ค่าที่มีค่าสูงที่สุด "ลอย" ขึ้นมายังตำแหน่งสุดท้ายของอาร์เรย์ ในแต่ละรอบ

ตัวอย่างโค้ด: การใช้ Bubble Sort ใน Node.js

เรามาเริ่มต้นด้วยการเขียนโค้ด Bubble Sort กันในภาษา Node.js กันเลยดีกว่า

 function bubbleSort(arr) {
    let n = arr.length;
    let swapped;

    do {
        swapped = false;
        for (let i = 0; i < n - 1; i++) {
            // เปรียบเทียบค่าที่อยู่ข้างเคียง
            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                // ถ้าค่าซ้ายมากกว่าค่าขวาให้สลับตำแหน่ง
                let temp = arr[i];
                arr[i] = arr[i + 1];
                arr[i + 1] = temp;
                swapped = true;
            }
        }
        // ลดขนาดของ n ลง 1 เพราะรายการสุดท้ายจะถูกจัดเรียงแล้ว
        n--;
    } while (swapped);

    return arr;
}

// ตัวอย่างการใช้งาน
const arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90];
const sortedArr = bubbleSort(arr);
console.log("Sorted array: ", sortedArr);

อธิบายโค้ด

- ในฟังก์ชัน `bubbleSort(arr)`, เราจะให้ค่าเข้ามาเป็นอาร์เรย์ `arr` ที่ต้องการจัดเรียง

- ใช้ลูป `do...while` ซึ่งทำงานต่อเนื่องจนกว่าจะไม่มีการสลับค่าที่เกิดขึ้น

- ในแต่ละรอบของลูป จะใช้ลูป `for` เพื่อตรวจสอบค่าต่างๆ และทำการสลับตามที่จำเป็น

- สุดท้าย เราจะได้อาร์เรย์ที่ถูกจัดเรียงเรียบร้อยแล้ว

 

Use Case ในโลกจริง

วันหนึ่งคุณอาจจะพบว่า เมื่อคุณต้องการโปรแกรมให้เรียงลำดับของตัวเลขหรือข้อมูลชื่อเมืองจาก A ถึง Z ในฐานข้อมูลเล็ก ๆ เช่น ของที่ร้านขายของ หรือรายการสินค้าที่คุณมี Bubble Sort ก็สามารถนำมาใช้ได้ อย่างไรก็ตาม การใช้ Bubble Sort ในฐานข้อมูลขนาดใหญ่อาจจะไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุด เพราะมันมีข้อจำกัดอยู่ที่ว่า Bubble Sort มีความซับซ้อนเชิงเวลา (Time Complexity) ที่ไม่ดีนัก

 

วิเคราะห์ Complexity ของ Bubble Sort

Time Complexity

Complexity ของ Bubble Sort สามารถแบ่งออกเป็น 3 สถานการณ์หลัก:

1. Worst Case: O(n^2) - สถานการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ที่สุดเกิดขึ้นเมื่ออาร์เรย์เรียงอย่างกลับกันทั้งหมด 2. Average Case: O(n^2) - แน่นอนว่า ใช้เวลาในระดับที่สูงเมื่อข้อมูลอยู่ในรูปแบบที่ไม่คาดคิด 3. Best Case: O(n) - ถ้าข้อมูลในอาร์เรย์ถูกจัดเรียงอยู่แล้ว จะตรวจสอบเพียงครั้งเดียว

Space Complexity

Bubble Sort มี Space Complexity ที่อยู่ที่ O(1) เพราะไม่ใช้พื้นที่เพิ่มเติมในระดับมาก

 

ข้อดีข้อเสียของ Bubble Sort

ข้อดี

- เข้าใจง่าย: เป็นอัลกอริธึมที่เข้าใจง่าย เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้น - ไม่ต้องการพื้นที่เพิ่ม: Bubble Sort ใช้พื้นที่เพียงเล็กน้อยในการทำงาน

ข้อเสีย

- ค่อนข้างช้า: ไม่เหมาะสำหรับการจัดเรียงข้อมูลจำนวนมาก โดยเฉพาะที่มีเวลายาวนาน - ไม่ประหยัดพลังงาน: เป็นอัลกอริธึมที่ใช้วัฏจักรการเปรียบเทียบสูงมากเมื่อเทียบกับอัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพที่สูงกว่า

 

สรุป

Bubble Sort อาจจะเป็นอัลกอริธึมที่เก่าแก่และมีข้อจำกัด แต่ก็มีบทบาทสำคัญในการเรียนรู้พื้นฐานของการจัดเรียงข้อมูล การเข้าใจ Bubble Sort จะช่วยให้คุณสามารถเข้าถึงอัลกอริธึมที่มีความซับซ้อนมากขึ้นในอนาคตได้

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับอัลกอริธึมและการเขียนโปรแกรมในเชิงลึก อย่าลืมเข้ามาศึกษาที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) พวกเรามีหลักสูตรสอนที่ตอบโจทย์ทุกความต้องการ เพื่อให้คุณก้าวข้ามไปในวงการ Programming ได้อย่างมีประสิทธิภาพ!

 

 

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