รู้จักกับ Merge Sort และการใช้งานในภาษา Delphi Object Pascal

 

การเรียงลำดับข้อมูลเป็นหนึ่งในปัญหาที่พบเจอบ่อยในด้านการเขียนโปรแกรมและการจัดการข้อมูล ซึ่งมีอัลกอริธึมหลายประเภทที่สามารถใช้ในการเรียงลำดับข้อมูลหนึ่งในนั้นคือ Merge Sort วันนี้เราจะมาดูกันว่า Merge Sort คืออะไร และวิธีการทำงานของมันในภาษา Delphi Object Pascal

 

Merge Sort คืออะไร?

Merge Sort เป็นอัลกอริธึมการเรียงลำดับที่มีพื้นฐานจากหลักการ "divide and conquer" หรือการแบ่งและพิชิต โดยการแบ่งปัญหาให้เล็กลงจนสามารถจัดการได้ง่ายขึ้น จากนั้นจึงนำผลลัพธ์ที่ได้รวบรวมกันอีกครั้ง อัลกอริธึมนี้มีลำดับเวลาในกรณีเฉลี่ยและกรณีเลวร้ายที่ O(n log n) ซึ่งถือว่ามีประสิทธิภาพสูงเมื่อใช้งานกับข้อมูลจำนวนมาก

วิธีการทำงานของ Merge Sort

1. แบ่ง (Divide): แบ่งลิสต์ข้อมูลออกเป็นสองส่วนจนกว่าจะได้ข้อมูลที่มีขนาดเล็กที่สุด (หนึ่งหรือศูนย์) 2. เรียงลำดับ (Conquer): เรียงลำดับส่วนข้อมูลที่มีขนาดเล็กที่สุด 3. รวม (Combine): รวมผลลัพธ์ที่เรียงลำดับแล้วเข้าด้วยกัน

 

ตัวอย่าง Code Merge Sort ใน Delphi Object Pascal

เรามาดูตัวอย่างโค้ดที่จะใช้ในการเรียงลำดับข้อมูลโดยใช้ Merge Sort กันค่ะ

 program MergeSortExample;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses
  SysUtils;

procedure Merge(var arr: array of Integer; left, mid, right: Integer);
var
  i, j, k, n1, n2: Integer;
  L, R: array of Integer;
begin
  n1 := mid - left + 1;
  n2 := right - mid;

  SetLength(L, n1);
  SetLength(R, n2);

  for i := 0 to n1 - 1 do
    L[i] := arr[left + i];
  for j := 0 to n2 - 1 do
    R[j] := arr[mid + 1 + j];

  i := 0;
  j := 0;
  k := left;

  while (i < n1) and (j < n2) do
  begin
    if L[i] <= R[j] then
    begin
      arr[k] := L[i];
      Inc(i);
    end
    else
    begin
      arr[k] := R[j];
      Inc(j);
    end;
    Inc(k);
  end;

  while i < n1 do
  begin
    arr[k] := L[i];
    Inc(i);
    Inc(k);
  end;

  while j < n2 do
  begin
    arr[k] := R[j];
    Inc(j);
    Inc(k);
  end;
end;

procedure MergeSort(var arr: array of Integer; left, right: Integer);
var
  mid: Integer;
begin
  if left < right then
  begin
    mid := (left + right) div 2;
    MergeSort(arr, left, mid);
    MergeSort(arr, mid + 1, right);
    Merge(arr, left, mid, right);
  end;
end;

var
  numbers: array of Integer;
  i: Integer;
begin
  SetLength(numbers, 8);
  numbers[0] := 38;
  numbers[1] := 27;
  numbers[2] := 43;
  numbers[3] := 3;
  numbers[4] := 9;
  numbers[5] := 82;
  numbers[6] := 10;

  MergeSort(numbers, 0, High(numbers));

  writeln('Sorted array: ');
  for i := 0 to High(numbers) do
    write(numbers[i], ' ');
  writeln;
end.

อธิบายโค้ด

ในโค้ดด้านบน เราสร้างฟังก์ชันสองตัวคือ `Merge` และ `MergeSort` ซึ่งทำ 2 งานหลัก คือ แบ่งและรวมข้อมูลเข้าด้วยกัน โดยฟังก์ชัน `Merge` จะรวมสองลิสต์ที่ถูกเรียงลำดับแล้ว และ `MergeSort` จะทำการเรียงลำดับข้อมูลโดยเลือกจุดกลาง (mid) เพื่อนำข้อมูลไปแบ่งออกเป็นสองล็อก ก่อนที่จะแยกลิสต์และเรียงลำดับใหม่

 

Use Case ในโลกจริง

Merge Sort มักถูกนำมาใช้ในหลายๆ สถานการณ์ที่เราต้องการจัดการข้อมูลมากมาย เช่น:

1. ฐานข้อมูลขนาดใหญ่: เมื่อต้องการเรียงลำดับข้อมูลในฐานข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ เช่น รายการลูกค้า หรือข้อมูลธุรกรรม 2. การจัดเรียงไฟล์: ในการประมวลผลข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ และมีการรับส่งข้อมูลผ่านไฟล์ 3. การวิเคราะห์ข้อมูล: ในการวิเคราะห์ปริมาณข้อมูลจำนวนมาก เช่น การวิเคราะห์ความคิดเห็นของลูกค้าในโซเชียลมีเดีย

 

ความซับซ้อน (Complexity)

- Best Case: O(n log n) - Average Case: O(n log n) - Worst Case: O(n log n)

เนื่องจาก Merge Sort ใช้การแบ่งแยกเป็นหลักและมีการรวมข้อมูลอีกครั้ง ทำให้มีประสิทธิภาพในการจัดการข้อมูลที่มีขนาดใหญ่มาก

 

ข้อดีและข้อเสียของ Merge Sort

ข้อดี

- เป็นอัลกอริธึมที่มีความคงที่ (stable sort) ทำให้ไม่สูญเสียลำดับของข้อมูลที่มีค่าเดียวกัน

- ประสิทธิภาพในการทำงานกับข้อมูลขนาดใหญ่

- สามารถทำการเรียงลำดับในลิสต์ที่เป็นรูปแบบไลน์เชียร์ได้ (Linked List)

ข้อเสีย

- ต้องใช้พื้นที่มากขึ้นในการจัดเก็บข้อมูล (O(n)) เนื่องจากการรวมข้อมูลเข้าด้วยกัน

- มีการรวมข้อมูลที่ซับซ้อน ซึ่งอาจต้องใช้ cpu แน่นหนา

 

สรุป

Merge Sort เป็นอัลกอริธึมการเรียงลำดับที่มีประสิทธิภาพ สามารถนำไปใช้ในหลายๆ สถานการณ์ในโลกจริง อย่างไรก็ตามมันอาจจะใช้พื้นที่มากขึ้นและอาจทำให้การทำงานช้าลงในบางกรณี อย่างไรก็ตามหากคุณต้องการพัฒนาทักษะด้านการเขียนโปรแกรม ตลอดจนเรียนรู้และทำความเข้าใจอัลกอริธึมการเรียงลำดับ และอื่นๆ สมัครเรียนที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) แล้วเข้าร่วมกับเราเพื่อก้าวข้ามไปสู่การเขียนโปรแกรมอย่างมืออาชีพ!

 

 

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