การจัดเรียงด้วย Selection Sort ในภาษา Swift

 

การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ไม่เพียงแต่เกี่ยวกับการสร้างซอฟต์แวร์หรือแอปพลิเคชันเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับการใช้โครงสร้างและอัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพเพื่อแก้ปัญหาต่าง ๆ ในการทำงานกับข้อมูลหนึ่งในอัลกอริธึมที่สำคัญที่นักพัฒนาและนักเรียนควรรู้จักคือ "Selection Sort" ซึ่งในบทความนี้เราจะมาอธิบายเกี่ยวกับอัลกอริธึมนี้อย่างละเอียด ตั้งแต่หลักการทำงานไปจนถึงตัวอย่างโค้ดในภาษา Swift

 

Selection Sort คืออะไร?

Selection Sort เป็นอัลกอริธึมสำหรับการจัดเรียงข้อมูลที่มีวิธีการทำงานที่เรียบง่าย แต่มีประสิทธิภาพต่ำเมื่อใช้จัดเรียงข้อมูลขนาดใหญ่ โดยหลักการทำงานของ Selection Sort จะทำการค้นหาค่าที่น้อยที่สุดในลิสต์ที่ยังไม่ได้ถูกจัดเรียง จากนั้นจะนำค่าเหล่านั้นไปวางในตำแหน่งที่ถูกต้อง ผ่านกระบวนการนี้ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งข้อมูลทั้งหมดถูกจัดเรียงแล้ว

หลักการทำงานของ Selection Sort

1. เริ่มต้นด้วยการค้นหาค่าต่ำสุดในลิสต์ที่ยังไม่ได้ถูกจัดเรียง

2. สลับค่าต่ำสุดที่พบกับค่าที่อยู่ในตำแหน่งเริ่มต้น

3. ย้ายไปยังตำแหน่งถัดไปและทำซ้ำขั้นตอนที่ 1 และ 2 จนกว่าทั้งหมดยังถูกจัดเรียง

 

ตัวอย่างโค้ดในภาษา Swift

ลองมาดูตัวอย่างโค้ดที่ใช้ในการจัดเรียงอาร์เรย์ด้วย Selection Sort ในภาษา Swift กัน:

 func selectionSort(array: inout [Int]) {
    let n = array.count
    for i in 0..<n {
        var minIndex = i
        for j in (i + 1)..<n {
            if array[j] < array[minIndex] {
                minIndex = j
            }
        }
        // สลับค่า
        if minIndex != i {
            let temp = array[i]
            array[i] = array[minIndex]
            array[minIndex] = temp
        }
    }
}

// การใช้งานฟังก์ชัน
var numbers = [64, 25, 12, 22, 11]
selectionSort(array: &numbers)
print(numbers) // ผลลัพธ์จะเป็น [11, 12, 22, 25, 64]

คำอธิบายโค้ด

1. ฟังก์ชัน `selectionSort` รับอาร์เรย์ที่เป็นแบบ pass-by-reference (ใช้ `inout`) เพื่อให้สามารถเปลี่ยนแปลงอาร์เรย์ได้

2. ในลูปแรกเราจะวนผ่านตำแหน่งต่าง ๆ ของอาร์เรย์ โดยจะใช้ตัวแปร `minIndex` เพื่อเก็บตำแหน่งของค่าที่น้อยที่สุด

3. ในลูปที่สอง เราจะทำการเปรียบเทียบค่าที่เริ่มต้นและค่าที่อยู่ในตำแหน่งหลัง ๆ ว่ามีค่าต่ำกว่าหรือไม่

4. ถ้าพบค่าที่ต่ำกว่า จะทำการอัปเดต `minIndex`

5. หลังจากค้นหาค่าที่ต่ำที่สุดเสร็จสิ้น จะทำการสลับค่ากับค่าในตำแหน่งเริ่มต้น

 

Use Case ของ Selection Sort ในโลกจริง

ใช้ Selection Sort อาจจะไม่เหมาะสำหรับการจัดเรียงข้อมูลขนาดใหญ่ แต่จะมีการใช้งานที่เหมาะสมในกรณีต่อไปนี้:

1. การจัดเรียงข้อมูลน้อย: ด้วยวิธีการที่เรียบง่าย Selection Sort สามารถใช้ได้ดีในกรณีที่มีข้อมูลน้อย. 2. การศึกษาทฤษฎีการจัดเรียง: การใช้ Selection Sort เป็นการศึกษาอัลกอริธึมการจัดเรียงได้ง่ายเพราะเข้าใจง่ายและเหมาะสำหรับการสอน. 3. การทำงานที่มีข้อจำกัดด้านหน่วยความจำ: เพราะไม่จำเป็นต้องใช้สเปซเพิ่มเพื่อเก็บข้อมูลที่จะจัดเรียงใหม่ มันจึงสามารถทำงานได้โดยใช้ความจำต่ำ.

 

การวิเคราะห์ Complexity

เวลาซับซ้อน (Time Complexity)

- ดีที่สุด: O(n^2) (กรณีที่อาร์เรย์ถูกจัดเรียงแล้ว) - เฉลี่ย: O(n^2) - แย่ที่สุด: O(n^2)

พื้นที่ซับซ้อน (Space Complexity)

- O(1) (โดยไม่มีการใช้งานหน่วยความจำเพิ่มเพื่อการจัดเรียง)

 

ข้อดีและข้อเสียของ Selection Sort

ข้อดี

1. เข้าใจง่าย: ตัวอัลกอริธึมมีความเรียบง่ายและสามารถเข้าใจได้ง่าย 2. ไม่ต้องการหน่วยความจำเพิ่มเติม: ควบคุมหน่วยความจำได้ดี เพราะทำงานในคืนชีพ

ข้อเสีย

1. ไม่เหมาะสำหรับข้อมูลขนาดใหญ่: ความซับซ้อนเวลาสูงทำให้ไม่เหมาะถ้าต้องจัดเรียงข้อมูลจำนวนมาก 2. การเปรียบเทียบที่มาก: มีการเปรียบเทียบที่มาก ทำให้ใช้เวลานานเมื่อข้อมูลมีปริมาณมาก

 

สรุป

Selection Sort เป็นอัลกอริธึมการจัดเรียงที่ง่าย ๆ และเข้าใจได้ง่าย ซึ่งเหมาะสมสำหรับการศึกษาและการใช้งานในกรณีที่มีข้อมูลน้อย มีค่าใช้จ่ายทางด้านเวลาและการจัดเก็บที่ต่ำ แต่จากการวิเคราะห์ความซับซ้อนทำให้เราไม่ควรใช้ในกรณีที่ข้อมูลมีขนาดใหญ่มาก

ในยุคที่ข้อมูลมีอยู่รอบตัว การเรียนรู้การเขียนโปรแกรมและการใช้โครงสร้างข้อมูลและอัลกอริธึมที่ถูกต้องจะช่วยให้คุณพัฒนาและแก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากคุณสนใจศึกษาการเขียนโปรแกรมและเพิ่มพูนความรู้ในอัลกอริธึม การเรียนที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) จะเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับคุณ มาร่วมเปิดโลกแห่งการเขียนโปรแกรมกันเถอะ!

 

 

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