การจัดเรียงข้อมูลด้วยวิธี Insertion Sort: การเข้าใจและการประยุกต์ใช้ใน Swift

 

Insertion Sort เป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการจัดเรียงข้อมูลที่ง่ายและเข้าใจได้โดยทันที โดยปกติจะใช้ในการจัดเรียงข้อมูลที่มีขนาดเล็กหรือในการจัดเรียงข้อมูลโดยทั่วไปที่ไม่ต้องการใช้ทรัพยากรมากนัก วันนี้เราจะมาศึกษา Insertion Sort ร่วมกับตัวอย่างโค้ดในภาษา Swift ซึ่งจะช่วยให้คุณเข้าใจอัลกอริธึมนี้ได้ดีขึ้น

 

อัลกอริธึม Insertion Sort คืออะไร?

Insertion Sort เป็นอัลกอริธึมการจัดเรียงที่ทำงานเหมือนกับการเรียงไพ่ในมือของเรา เมื่อเรามีไพ่หลายใบและต้องการเรียงตามลำดับ ตัวอัลกอริธึมจะแบ่งข้อมูลออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่เรียงข้อมูลเสร็จแล้วและส่วนที่ยังไม่ได้จัดเรียง เราจะเริ่มจากตรวจสอบองค์ประกอบในส่วนที่ยังไม่ได้เรียง แล้วนำมาประกอบเข้ากับส่วนที่เรียงเรียบร้อยแล้วในตำแหน่งที่เหมาะสมจนกระทั่งทุกส่วนถูกเรียงเรียบร้อย

ตัวอย่างโค้ด Insertion Sort ในภาษา Swift

มาลองดูโค้ดตัวอย่างการใช้งาน Insertion Sort ในภาษา Swift กัน:

 func insertionSort(_ array: inout [Int]) {
    let n = array.count
    for i in 1..<n {
        let key = array[i]
        var j = i - 1

        // เลื่อนค่าของ array ที่อยู่ใน index ที่มากกว่านี้มาหนึ่งตำแหน่ง
        while j >= 0 && array[j] > key {
            array[j + 1] = array[j]
            j -= 1
        }
        array[j + 1] = key
    }
}

// ตัวอย่างการใช้งาน
var numbers = [12, 11, 13, 5, 6]
insertionSort(&numbers)
print("หลังการจัดเรียงด้วย Insertion Sort: \(numbers)")

คำอธิบายโค้ด

ในฟังก์ชัน `insertionSort` เราใช้ลูปเพื่อทำการวนผ่านแต่ละค่าในอาเรย์ โดยการตั้งค่า `key` เป็นค่าสำหรับการเปรียบเทียบแล้วเลื่อนค่าที่มากกว่านั้นไปยังตำแหน่งถัดไปจนกว่าจะพบตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับการวาง `key` นั้น ซึ่งโค้ดนี้จะแสดงผลลัพธ์เป็นอาเรย์ที่ถูกจัดเรียงแล้ว

 

ตัวอย่าง Use Case ในโลกจริง

1. การจัดเรียงข้อมูลในตาราง: Insertion Sort สามารถใช้เพื่อจัดเรียงข้อมูลในตาราง เช่น การจัดเรียงคะแนนของนักเรียนในห้องเรียน ระบบจะจัดเรียงคะแนนจากน้อยไปหามาก

2. การค้นหาข้อมูล: การจัดเรียงข้อมูลที่มีอยู่แล้วอาจทำให้การค้นหาข้อมูลเป็นไปได้ง่ายขึ้น เช่น การค้นหาชื่อผู้ใช้ในโฟลเดอร์

 

การวิเคราะห์ Complexity ของ Insertion Sort

- Time Complexity: อัลกอริธึมนี้มีความซับซ้อนในด้านเวลา โดยเฉลี่ยอยู่ที่ O(n^2) ซึ่งหากมีข้อมูลมากมาย เวลาที่ใช้ในการจัดเรียงจะเพิ่มขึ้นตามของการเพิ่มขึ้นของข้อมูล - Space Complexity: Insertion Sort มีความซับซ้อนไปในเรื่องของการใช้พื้นที่ เป็น O(1) เพราะเราใช้พื้นที่เดียวในการจัดเก็บตัวแปร `key` แค่ตัวเดียว

 

ข้อดีและข้อเสียของ Insertion Sort

ข้อดี:

- เรียบง่าย: อัลกอริธึมนี้เข้าใจได้ง่าย และเขียนโค้ดได้ไม่ซับซ้อน - ทำงานได้ดีในข้อมูลที่มีการจัดเรียงแล้ว: หากข้อมูลถูกจัดเรียงอยู่แล้ว อัลกอริธึมนี้จะทำงานได้ดี และมีประสิทธิภาพสูง - Stable Sort: อัลกอริธึมนี้รักษาลำดับของข้อมูลที่เท่ากันไว้

ข้อเสีย:

- ช้าเมื่อข้อมูลมีขนาดใหญ่: หากมีข้อมูลจำนวนมาก Insertion Sort จะไม่ใช่อัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพที่สุด - ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงเริ่มต้น: ประสิทธิภาพจะขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของข้อมูลที่มีอยู่ เมื่อลำดับของข้อมูลเลวร้ายจะทำให้ประสิทธิภาพต่ำ

 

สรุป

Insertion Sort เป็นอัลกอริธึมการจัดเรียงข้อมูลที่เรียบง่าย เหมาะสำหรับการจัดเรียงข้อมูลในขนาดเล็กหรือเมื่อข้อมูลมีลำดับที่จัดเรียงอยู่แล้ว ถึงแม้ว่าจะมีข้อจำกัด แต่ในบางกรณีอาจจะมีความเหมาะสมในการประยุกต์ใช้งาน

หากคุณมีความสนใจในการศึกษาที่เชิงลึกเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม สามารถเรียนรู้เพิ่มเติมได้ที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) ซึ่งได้เตรียมหลักสูตรและเครื่องมือที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่ต้องการพัฒนาทักษะการเขียนโปรแกรมและการจัดการข้อมูลอย่างมืออาชีพ!

 

 

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