ทำความรู้จักกับ Quick Sort: อัลกอริธึมการจัดเรียงขั้นเทพ

 

ในการพัฒนาโปรแกรมหรือสร้างซอฟต์แวร์สิ่งหนึ่งที่เราจะต้องเผชิญคือการจัดการข้อมูลที่มีจำนวนมากอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งหนึ่งในอัลกอริธึมที่มีความนิยมและมีประสิทธิภาพสูงในการจัดเรียงข้อมูลก็คือ Quick Sort แต่อะไรคือ Quick Sort กันแน่? มาลองดูกันเลย!

 

Quick Sort คืออะไร?

Quick Sort คืออัลกอริธึมการจัดเรียง (Sorting Algorithm) ที่ใช้แนวทาง Divide and Conquer ที่มีความเร็วในการทำงานสูง และสามารถทำการจัดเรียงดัชนีข้อมูลในรูปแบบต่าง ๆ เช่น อาร์เรย์ (Array) หรือ ลิสต์ (List) โดยหลักการของ Quick Sort จะอิงจากการเลือกค่าหนึ่งค่าในชุดข้อมูลเป็น "Pivot" และทำการแบ่งข้อมูลออกเป็นสองส่วนคือ ส่วนที่น้อยกว่าค่า Pivot และส่วนที่มากกว่าค่า Pivot จากนั้นจะทำการเรียกตัวเอง (Recursion) กับสองส่วนนี้จนกว่าข้อมูลจะเรียงเสร็จ

 

Use Case ของ Quick Sort

Quick Sort มีการใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะในฐานข้อมูล หรือโปรแกรมประมวลผลข้อมูลที่มีการเรียงข้อมูลอยู่เสมอ เช่น:

- ฐานข้อมูล (Database): ในการทำการค้นหาหรือเรียงข้อมูลที่ต้องการแสดงผลที่มีขนาดใหญ่ - การวิเคราะห์ข้อมูล (Data Analysis): เมื่อต้องการเตรียมข้อมูลเพื่อการวิเคราะห์ หรือจัดเรียงข้อมูลให้เหมาะสมต่อการกระทำอย่างอื่น

 

โค้ดตัวอย่าง Quick Sort ด้วย Delphi Object Pascal

มาลองดูโค้ดดึกดำบรรพ์กันสักหน่อย:

 procedure QuickSort(var A: array of Integer; Low, High: Integer);
var
  Pivot, I, J, Temp: Integer;
begin
  if Low < High then
  begin
    Pivot := A[(Low + High) div 2];
    I := Low;
    J := High;

    while I <= J do
    begin
      while A[I] < Pivot do
        Inc(I);
      while A[J] > Pivot do
        Dec(J);
      if I <= J then
      begin
        // Swap
        Temp := A[I];
        A[I] := A[J];
        A[J] := Temp;
        Inc(I);
        Dec(J);
      end;
    end;

    QuickSort(A, Low, J);
    QuickSort(A, I, High);
  end;
end;

procedure TestQuickSort;
var
  Data: array of Integer;
  I: Integer;
begin
  SetLength(Data, 10);
  Data[0] := 3;
  Data[1] := 6;
  Data[2] := 8;
  Data[3] := 10;
  Data[4] := 1;
  Data[5] := 2;
  Data[6] := 1;
  Data[7] := 7;
  Data[8] := 9;
  Data[9] := 5;

  QuickSort(Data, Low(Data), High(Data));

  for I := Low(Data) to High(Data) do
    WriteLn(Data[I]);
end;

 

วิเคราะห์ Complexity ของ Quick Sort

Quick Sort มีความซับซ้อนที่แตกต่างกันออกไปตามโครงสร้างของข้อมูล

- Best Case: O(n log n) - ถ้าข้อมูลถูกจัดเตรียมไว้อย่างเหมาะสม - Average Case: O(n log n) - โดยทั่วไป - Worst Case: O(n²) - เมื่อข้อมูลที่จัดอยู่มีลำดับไม่เหมาะสม เช่น เมื่อเลือก Pivot เป็นค่าใหญ่ที่สุดหรือเล็กที่สุดตลอด

 

ข้อดีและข้อเสียของ Quick Sort

ข้อดี:

- เร็ว: สำหรับข้อมูลส่วนใหญ่ Quick Sort ทำงานได้เร็วมาก เพราะในกรณีเฉลี่ยสามารถใช้เวลา O(n log n) - พื้นที่น้อย: ไม่ต้องการใช้ที่เก็บข้อมูลเพิ่มเติมมากมาย (In-place Sorting)

ข้อเสีย:

- Worst Case: ในบางกรณีเช่นการเลือก Pivot ที่ไม่เหมาะสม อาจทำให้เวลาในการทำงานช้าลงถึง O(n²) - ไม่เสถียร: Quick Sort ไม่สามารถรับประกันการเรียงลำดับที่เสถียรในกรณีที่มีค่าซ้ำ

 

สรุป

Quick Sort เป็นอัลกอริธึมการจัดเรียงที่ทรงพลัง ซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับการจัดการข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมและอัลกอริธึมต่าง ๆ มาเข้าคอร์สที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) กันเถอะ! ที่นี่เรามีหลักสูตรที่ครอบคลุมทุกด้านของการเขียนโปรแกรม พร้อมกับพี่ๆ ที่มีประสบการณ์ที่จะสอนคุณให้เข้าใจและพัฒนาทักษะทางการเขียนโปรแกรมได้อย่างยอดเยี่ยม!

การศึกษาฐานข้อมูลและอัลกอริธึมการจัดเรียงสำคัญมากในโลกการเขียนโปรแกรม หากคุณสนใจการพัฒนาตนเองด้านนี้ มาเป็นส่วนหนึ่งของ EPT กันเถอะ!

 

 

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