การแนะนำ String Matching Algorithm ด้วย Delphi Object Pascal

 

การพัฒนาโปรแกรมในยุคนี้มักต้องมีการจัดการกับข้อมูลที่เป็นข้อความ (String) อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะการค้นหาข้อความในรูปแบบต่างๆ หนึ่งในเทคนิคที่เราใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านนี้คือ "String Matching Algorithm" ซึ่งเป็นรูปแบบการค้นหาที่ช่วยให้เราสามารถเปรียบเทียบและค้นหา "แพทเทิร์น" ใน "สตริง" ได้อย่างราบรื่น ในบทความนี้เราจะมาดูว่าวิธีการนี้คืออะไร มีการนำไปใช้งานอย่างไรในโลกจริง และเราจะใช้ภาษา Delphi Object Pascal ในการสร้างตัวอย่างโค้ดด้วย

#### String Matching Algorithm คืออะไร?

String Matching Algorithm เป็นกระบวนการที่ใช้เพื่อค้นหาและเปรียบเทียบข้อความหนึ่ง (แพทเทิร์น) ในอีกข้อความหนึ่ง (สตริง) วิธีการนี้ถูกนำมาใช้ในหลายๆ สถานการณ์ เช่น การค้นหาคำในเอกสาร การตรวจสอบคำที่ซ้ำกัน การจัดเรียงคำในฐานข้อมูลวิจัย ฯลฯ

#### การทำงานของ String Matching Algorithm

หลักการทำงานของอัลกอริธึมนี้คือ การใช้เทคนิคที่หลากหลายเพื่อค้นหาความสมบูรณ์แบบ โดยบางเทคนิคจะพิจารณาถึงความสามารถในการจัดการกับข้อผิดพลาด เช่น ข้อผิดพลาดเล็กน้อยที่อาจเกิดขึ้นเมื่อเปรียบเทียบคำ วิธีการคลาสสิกที่ใช้บ่อยสุดวิธีหนึ่งคือ "Knuth-Morris-Pratt (KMP) Algorithm" ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงในการค้นหาและสร้างตารางการเปรียบเทียบ

#### สร้างโค้ดตัวอย่างด้วย Delphi Object Pascal

เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น เราลองมาสร้างโค้ดตัวอย่าง KMP Algorithm โดยใช้ Delphi Object Pascal ดังนี้:

 function KMPSearch(pattern: string; text: string): Integer;
var
  i, j, m, n: Integer;
  lps: array of Integer; // Array to hold longest prefix suffix values.
begin
  m := Length(pattern);
  n := Length(text);
  SetLength(lps, m); // Initialize the lps array.

  // Preprocess the pattern
  j := 0;
  i := 1;
  while i < m do
  begin
    if pattern[i + 1] = pattern[j + 1] then
    begin
      Inc(j);
      lps[i] := j;
      Inc(i);
    end
    else
    begin
      if j <> 0 then
        j := lps[j - 1]
      else
      begin
        lps[i] := 0;
        Inc(i);
      end;
    end;
  end;

  // Searching the pattern
  i := 0; // index for text
  j := 0; // index for pattern
  while (i < n) do
  begin
    if (pattern[j + 1] = text[i + 1]) then
    begin
      Inc(i);
      Inc(j);
    end;

    if (j = m) then
    begin
      Result := i - j; // Pattern found
      Exit;
    end
    else if (i < n) and (pattern[j + 1] <> text[i + 1]) then
    begin
      if (j <> 0) then
        j := lps[j - 1]
      else
        Inc(i);
    end;
  end;

  Result := -1; // Pattern not found
end;

ในตัวอย่างข้างต้น เราสร้างฟังก์ชัน `KMPSearch` ขึ้นมาเพื่อค้นหา `pattern` ใน `text` โดยการใช้เทคนิค KMP Algorithm ซึ่งจะคืนค่าตำแหน่งเริ่มต้นของ `pattern` ถ้าหากพบนั้น ตัวอัลกอริธึมนี้ให้ผลลัพธ์ที่ดีในกรณีที่มีการเปรียบเทียบหลายๆ ตัวอักษรในข้อความใหญ่

#### ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

การใช้งาน String Matching Algorithm มีมากมายในหลายบริบท ในโลกความเป็นจริง ตัวอย่างเช่น:

1. ค้นหาในเอกสาร: เมื่อต้องการค้นหาคำหรือวลีเฉพาะในเอกสารที่มีข้อมูลมหาศาล การใช้ KMP Algorithm จะทำให้การค้นหานั้นรวดเร็วขึ้น 2. การตรวจจับการซ้ำซ้อนในฐานข้อมูล: เมื่อต้องการตรวจสอบว่ามีข้อมูลซ้ำซ้อนหรือไม่ อัลกอริธึมนี้สามารถใช้เพื่อระบุได้รวดเร็วกว่าการตรวจสอบแบบธรรมดา 3. การประมวลผลภาษาธรรมชาติ (NLP): ในการวิเคราะห์ข้อความเพื่อค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างคำ อัลกอริธึมนี้ช่วยในการจับคู่กิจกรรมต่างๆ

#### วิเคราะห์ Complexity

ในแง่ของ Complexisty นั้น KMP Algorithm มีเวลาในการทำงานอยู่ที่ O(n+m) ซึ่ง n คือขนาดของข้อความ และ m คือขนาดของแพทเทิร์น ในขณะที่พื้นที่ในการใช้งานอยู่ที่ O(m) สำหรับตาราง LPS

#### ข้อดีและข้อเสียของ KMP Algorithm

 

ข้อดี

1. ประสิทธิภาพสูง: สามารถค้นหาได้เร็วในโทนจำนวนน้อยกว่าหรือเท่ากับ O(n+m) 2. การจัดการการคอมพิวเตอร์ที่เพิ่มขึ้น: สามารถนำไปใช้ในกรณีที่ซับซ้อนได้ดี

 

ข้อเสีย

1. ซับซ้อนในการทำความเข้าใจ: ต้องใช้เวลาศึกษาวิธีการสร้าง LPS Table 2. ใช้หน่วยความจำมากขึ้น: ต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลสำหรับตาราง

#### สรุป

String Matching Algorithm เป็นเทคนิคที่มีประโยชน์ไม่เพียงแต่ในด้านคอมพิวเตอร์ แต่ยังรวมถึงในชีวิตประจำวันของเราด้วย โดยใช้ในการค้นหาและเปรียบเทียบข้อความในบริบทต่างๆ หากคุณสนใจในการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับภาษาโปรแกรมมิ่งและต้องการเรียนรู้การประยุกต์ใช้งานในสถานการณ์จริง คุณสามารถเริ่มต้นเรียนรู้โปรแกรมที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) เพื่อเพิ่มพูนทักษะของคุณได้!

 

 

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