Quick Sort: เมื่อลำดับเลขต้องการความรวดเร็วและความแม่นยำ

 

 

Quick Sort คืออะไร?

Quick Sort เป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการจัดเรียง (Sorting Algorithm) ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลาย โดยสร้างขึ้นในปี 1960 โดย Tony Hoare อัลกอริธึมนี้มีหลักการทำงานที่เรียกว่า "Divide and Conquer" ซึ่งแบ่งปัญหาเป็นส่วนเล็ก ๆ ก่อนที่จะดำเนินการจัดเรียง จากนั้นนำผลลัพธ์เหล่านี้มารวมกันในที่สุด

 

ปัญหาที่ Quick Sort แก้ไข

อัลกอริธึม Quick Sort ถูกใช้ในการจัดเรียงข้อมูลในรูปแบบต่าง ๆ โดยเฉพาะเมื่อมีข้อมูลจำนวนมาก เช่น การจัดเรียงอนุกรมในฐานข้อมูล หรือการเรียงลำดับผลการค้นหาในเว็บไซต์ เป็นต้น ซึ่งรวดเร็วและมีประสิทธิภาพในการทำงานมากกว่าอัลกอริธึมอื่น ๆ ในหลาย ๆ สถานการณ์

 

ตัวอย่าง Code ด้วยภาษา Swift

มาดูตัวอย่างการใช้งาน Quick Sort ในภาษา Swift กันดีกว่า:

 func quickSort<T: Comparable>(_ array: [T]) -> [T] {
    guard array.count > 1 else { return array }

    let pivot = array[array.count / 2] // เลือก pivot ตรงกลาง
    let less = array.filter { $0 < pivot } // สร้างอาร์เรย์ที่น้อยกว่า pivot
    let equal = array.filter { $0 == pivot } // สร้างอาร์เรย์ที่เท่ากับ pivot
    let greater = array.filter { $0 > pivot } // สร้างอาร์เรย์ที่มากกว่า pivot

    return quickSort(less) + equal + quickSort(greater) // รวมผลลัพธ์
}

// ทดสอบฟังก์ชัน
let unsortedArray = [3, 6, 8, 10, 1, 2, 1]
let sortedArray = quickSort(unsortedArray)
print(sortedArray) // ผลลัพธ์: [1, 1, 2, 3, 6, 8, 10]

ในตัวอย่างข้างต้น ฟังก์ชัน `quickSort` จะทำการจัดเรียงอาร์เรย์ของจำนวนเต็ม โดยเริ่มจากการเลือก pivot (ในที่นี้คือตำแหน่งกลางของอาร์เรย์) จากนั้นจะทำการจัดกลุ่มข้อมูลที่น้อยกว่า เท่ากับ และมากกว่าตัว pivot และทำการเรียกใช้ฟังก์ชันนี้ซ้ำเพื่อจัดเรียงข้อมูลเหล่านั้น

 

Use Case ในโลกจริง

Quick Sort ถูกใช้ในหลายบริบทในโลกจริง ตัวอย่างเช่น:

1. ฐานข้อมูล: หากต้องการเรียงลำดับข้อมูลภายในฐานข้อมูลให้ได้ประสิทธิภาพสูง 2. การวิเคราะห์ข้อมูล: นักวิทยาศาสตร์ข้อมูลใช้ Quick Sort ในการประมวลผลข้อมูลชุดใหญ่เพื่อสร้างรายงาน 3. การค้นหาข้อมูล: ในเครื่องมือค้นหาข้อมูลออนไลน์จะมีการจัดเรียงผลที่แสดงให้ผู้ใช้เห็น โดยใช้ Quick Sort เพื่อปรับปรุงประสบการณ์การใช้งาน

 

วิเคราะห์ Complexity ของ Quick Sort

ความซับซ้อนของอัลกอริธึม Quick Sort จะแบ่งเป็น 3 กรณี:

1. Best Case: O(n log n) หาก pivot นั้นแบ่งข้อมูลออกเป็นสองส่วนที่สมดุล 2. Average Case: O(n log n) เมื่อจัดอันดับข้อมูลเฉลี่ย 3. Worst Case: O(n^2) เมื่อข้อมูลถูกจัดเรียงในลำดับที่ไม่ดี (เช่น ข้อมูลที่ถูกจัดเรียงเรียบร้อยแล้ว)

 

ข้อดีของ Quick Sort

- ความเร็ว: โดยเฉลี่ยจะทำงานได้เร็วกว่า Merge Sort และ Heap Sort - ใช้หน่วยความจำต่ำ: ไม่จำเป็นต้องใช้พื้นที่เพิ่มเติมมาก เพราะทำงานภายในอาร์เรย์ที่มีอยู่ - ความง่ายในการใช้งาน: การสร้างฟังก์ชัน Quick Sort เพียงไม่กี่บรรทัด

 

ข้อเสียของ Quick Sort

- Worst Case Performance: ในกรณีที่ไม่ดี pivot ที่เลือกอาจทำให้เวลาในการทำงานยืดเยื้อ - Stability: Quick Sort ไม่ใช่อัลกอริธึมที่มีเสถียรภาพ ดังนั้นหากมีค่าเท่ากันในอาร์เรย์ลำดับต้น ๆ อาจเปลี่ยนตำแหน่งกันได้ - คำนวณ Pivot: การเลือก pivot ที่ไม่ดีอาจส่งผลให้ลดประสิทธิภาพการทำงาน

 

นิยามสุดท้าย

Quick Sort เป็นอัลกอริธึมที่มีความสำคัญในการจัดเรียงข้อมูล โดยมีความสามารถในการปรับปรุงความเร็วและประสิทธิภาพเมื่อมีการใช้งานอย่างเหมาะสม การเข้าใจหลักการทำงานและการนำไปใช้ของ Quick Sort เป็นสิ่งที่สำคัญสำหรับนักพัฒนาโปรแกรมที่ต้องการจัดการข้อมูลขนาดใหญ่

หากท่านสนใจในการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Quick Sort และการเขียนโปรแกรมอื่น ๆ ติดตามการเรียนการสอนจากเราได้ที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) พบกับหลักสูตรที่สามารถพัฒนาทักษะการเขียนโปรแกรมของคุณให้สูงขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ!

 

 

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