รู้จัก Greedy Algorithm: ทางเลือกที่ชาญฉลาดในโลกการเขียนโปรแกรม

 

ในยุคที่ข้อมูลถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วและซับซ้อน การใช้ Algorithm ที่มีประสิทธิภาพจึงกลายเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการแก้ปัญหาต่าง ๆ หนึ่งใน Algorithm ที่ได้รับความนิยมและมักถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายคือ Greedy Algorithm เราจะมาทำความรู้จักกับ Algorithm นี้ว่าเป็นอย่างไร และมีข้อดีข้อเสียอย่างไรในการแก้ปัญหาที่เราพบเจอในชีวิตประจำวัน

 

Greedy Algorithm คืออะไร?

Greedy Algorithm (อัลกอริธึมที่เอาใจใส่) เป็นวิธีในการแก้ไขปัญหาโดยการเลือกตัวเลือกที่ดีที่สุดในแต่ละขั้นตอนหรือที่เรียกว่า "local optimal solution" เพื่อหวังว่าการเลือกนั้นจะนำไปสู่การหาคำตอบที่ดีที่สุดในที่สุด หรือที่เรียกว่า "global optimal solution" วิธีนี้มักจะใช้ในการแก้ปัญหาที่มีลักษณะเป็น optimal substructure และมีความเป็น greedy choice property

 

การใช้งานของ Greedy Algorithm

Greedy Algorithm จะเหมาะสมที่สุดในกรณีที่ปัญหาที่เราต้องการแก้มีลักษณะเฉพาะเจาะจง เช่น:

- ปัญหา Coin Change: การเลือกเหรียญให้ได้จำนวนเงินที่ต้องการโดยใช้เหรียญน้อยที่สุด - ปัญหา Knapsack: การจัดของเข้าในเป้เพื่อให้ได้ค่าสูงสุด - ปัญหา Minimum Spanning Tree: การเชื่อมโยงจุดเพื่อสร้างต้นไม้ที่มีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด

 

ตัวอย่างการใช้งาน Greedy Algorithm ใน COBOL

เราจะนำเสนอการใช้ Greedy Algorithm เพื่อแก้ปัญหา Coin Change ในภาษา COBOL กัน โดยปัญหานี้คือการหาจำนวนเหรียญที่น้อยที่สุดในการสร้างจำนวนเงินที่ต้องการ

        IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. CoinChange.

       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01 Amount         PIC 9(4).
       01 CoinValues     PIC 9(4) OCCURS 5 TIMES VALUE 0.
       01 CoinsUsed      PIC 9(4) OCCURS 5 TIMES VALUE 0.
       01 TotalCoins     PIC 9(4) VALUE 0.
       01 I              PIC 9(2).

       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-PROGRAM.
           DISPLAY "Enter amount:"
           ACCEPT Amount

           MOVE 50 TO CoinValues(1)
           MOVE 20 TO CoinValues(2)
           MOVE 10 TO CoinValues(3)
           MOVE 5 TO CoinValues(4)
           MOVE 1 TO CoinValues(5)

           PERFORM VARYING I FROM 1 BY 1 UNTIL Amount = 0 OR I > 5
               IF Amount >= CoinValues(I)
                   COMPUTE TotalCoins = Amount / CoinValues(I)
                   MOVE TotalCoins TO CoinsUsed(I)
                   COMPUTE Amount = Amount - (TotalCoins * CoinValues(I))
               END-IF
           END-PERFORM

           DISPLAY "Coins used: "
           PERFORM VARYING I FROM 1 BY 1 UNTIL I > 5
               DISPLAY "Coin value " CoinValues(I) " : " CoinsUsed(I)
           END-PERFORM.

       STOP RUN.

 

ความซับซ้อนของเวลา (Time Complexity)

Greedy Algorithm มักจะมีความซับซ้อน O(n) ซึ่งหมายถึงเวลาในการประมวลผลของมันจะเพิ่มขึ้นตามขนาดของข้อมูล ดังนั้นสำหรับปัญหา Coin Change นี้เวลาในการคำนวณจะสัมพันธ์กับจำนวนเหรียญที่เรามี ซึ่งมันทำให้สามารถหาได้อย่างรวดเร็ว

 

ข้อดีของ Greedy Algorithm

1. ง่ายต่อการเข้าใจ: การนำเสนอวิธีที่ชัดเจนโดยใช้ทางเลือกที่ดีที่สุดในขณะนั้น 2. มีประสิทธิภาพสูง: ในหลายกรณี สามารถให้คำตอบที่ถูกต้องภายในเวลาอันรวดเร็ว 3. ใช้ทรัพยากรน้อย: เนื่องจากไม่ต้องเก็บสถานะทั้งหมดย้อนกลับ

 

ข้อเสียของ Greedy Algorithm

1. ไม่ใช่ทุกกรณีที่ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด: บางครั้งอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่เป็น local optimum แต่ไม่ใช่ global optimum 2. จำเป็นต้องรู้ลักษณะของปัญหา: หากปัญหานั้นไม่ตรงตามเงื่อนไขของ greedy choice property มันอาจจะใช้งานไม่ได้

 

Use Case ในโลกจริง

Greedy Algorithm มักจะถูกนำไปใช้ในหลายบริบท เช่น การจัดทำเส้นทางการโอนสินค้าภายในโลจิสติกส์ เพื่อให้การขนส่งใช้ต้นทุนต่ำที่สุด หรือในอุตสาหกรรมการเงิน เช่น การหาการลงทุนที่ให้ผลตอบแทนสูงที่สุดในเวลาอันสั้น ที่เห็นได้ชัดคือการจัดการทุนที่ต้องใช้เหรียญในการแลกเงินสด

 

สรุป

Greedy Algorithm เป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมในการแก้ปัญหาหลาย ๆ แบบในชีวิตประจำวัน โดยเฉพาะเมื่อเราต้องการหาวิธีที่เร็วและมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เรายังต้องเตือนตัวเองเสมอว่ามันไม่ใช่วิธีที่แก้ปัญหาได้ทุกกรณี แต่เมื่อใช้ในบริบทที่เหมาะสม มันสามารถนำไปสู่ประสิทธิผลที่น่าทึ่งได้

หากคุณรู้สึกตื่นเต้นและต้องการลุยตามเส้นทางของการเขียนโปรแกรมเพิ่มเติม การเข้าร่วมเรียนที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) สามารถนำท่านไปสู่การเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับภาษาอื่น ๆ และการพัฒนาเทคนิคการเขียนโปรแกรมอย่างมีประสิทธิภาพ! ท่านสามารถค้นคว้าและแก้ไขปัญหาซับซ้อนๆ ที่มาพร้อมกับความรู้และเครื่องมือใหม่ ๆ ที่ EPT พร้อมให้คุณได้เรียนรู้

---

หวังว่าบทความนี้จะให้ความเข้าใจเกี่ยวกับ Greedy Algorithm พร้อมการนำไปใช้ในชีวิตจริง และเป็นแรงบันดาลใจให้คุณเรียนรู้เพิ่มเติม!

 

 

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