การค้นหาที่มีประสิทธิภาพด้วย Binary Search ในภาษา COBOL

 

 

แนะนำเกี่ยวกับ Binary Search

Binary Search หรือการค้นหาทางเลือก เป็นอัลกอริธึมที่ใช้ในการค้นหาค่าที่อยู่ในชุดข้อมูลที่เรียงลำดับแล้ว โดยเน้นประสิทธิภาพในการค้นหาที่เร็วกว่าอัลกอริธึมการค้นหาทั่วไป (Linear Search) ซึ่งต้องใช้เวลาในการค้นหาต่อเนื่องจนกระทั่งพบค่าที่ต้องการ หรือถึงจุดสิ้นสุดของชุดข้อมูล

หลักการทำงานของ Binary Search

Binary Search ทำงานโดยการแบ่งครึ่งข้อมูลในทุกครั้งที่ทำการตรวจสอบ หากค่าที่ต้องการไม่อยู่ในกลางช่วง (Mid-point) โปรแกรมจะทำการตรวจสอบค่านั้นต่อในช่วงที่มีค่ามากกว่าหรือค่าที่น้อยกว่า โดยสิ่งนี้จะทำให้การค้นหามีความรวดเร็วและประหยัดเวลา

การวิเคราะห์ด้าน Complexity

ในด้านความซับซ้อน (Complexity) Binary Search มีค่าเวลาในการทำงานที่เป็น O(log n) ซึ่งถือว่าเร็วกว่าการค้นหาแบบ Linear ที่มีเวลา O(n) นั่นหมายความว่าเมื่อข้อมูลเพิ่มขึ้น ความเร็วจะไม่ช้าลงกว่าต้นแบบของมันมากนัก

 

การใช้งาน Binary Search

ในโลกจริง ลูกค้าอาจมีความจำเป็นในการค้นหาข้อมูลที่อยู่ในรายการที่เรียงลำดับแล้ว เช่น การค้นหาหมายเลขสินค้าหรือการจัดเรียงชื่อในระบบที่มีการเข้าถึงฐานข้อมูลขนาดใหญ่เช่น การค้นหาผลการค้นหาจาก Google นอกจากนี้ Binary Search ยังถูกนำไปใช้ในฐานข้อมูล การจัดเรียงใน Spreadsheet ฯลฯ

 

ตัวอย่างโค้ดในภาษา COBOL

หากเราต้องการเขียนโค้ดสำหรับการทำ Binary Search ในภาษา COBOL เพื่อค้นหาค่าหนึ่งๆ ใน Array ที่ถูกเรียงลำดับไว้แล้ว นี่คือตัวอย่างโค้ด

        IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. BinarySearch.

       ENVIRONMENT DIVISION.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  NUM-ARRAY.
           05  FILLER OCCURS 10 TIMES INDEXED BY IDX.
               10  NUM PIC 9(2) VALUE ZERO.

       01  SEARCH-VALUE      PIC 9(2).
       01  MID               PIC 9(2).
       01  LOW               PIC 9(2) VALUE 1.
       01  HIGH              PIC 9(2) VALUE 10.
       01  RESULT            PIC X(10).

       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-LOGIC.
           DISPLAY "Enter value to search: "
           ACCEPT SEARCH-VALUE
           MOVE 1 TO IDX
           MOVE FUNCTION NUMVAL(SEARCH-VALUE) TO RESULT
           PERFORM VARYING IDX FROM 1 BY 1 UNTIL IDX > 10
               DISPLAY "Value at " IDX ": " NUM-ARRAY(IDX)
           END-PERFORM

           PERFORM BINARY-SEARCH
           DISPLAY RESULT
           STOP RUN.

       BINARY-SEARCH.
           COMPUTE MID = (LOW + HIGH) / 2
           IF NUM-ARRAY(MID) = SEARCH-VALUE THEN
               MOVE "Value found at index : " TO RESULT
           ELSE IF NUM-ARRAY(MID) < SEARCH-VALUE THEN
               MOVE MID + 1 TO LOW
               PERFORM BINARY-SEARCH
           ELSE
               MOVE MID - 1 TO HIGH
               PERFORM BINARY-SEARCH
           END-IF.

       END PROGRAM BinarySearch.

อธิบายโค้ด

ในส่วนของโค้ดด้านบน เราได้กำหนด Array ที่เรียงลำดับไว้แล้วในตัวแปร NUM-ARRAY จากนั้นผู้ใช้สามารถใส่ค่าที่ต้องการค้นหาในตัวแปร SEARCH-VALUE ในขั้นตอน BINARY-SEARCH เราใช้ฟังก์ชันในการคำนวณค่า MID เพื่อแบ่งข้อมูลออกเป็นสองส่วนและจะเรียกใช้งานซ้ำไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะเจอค่าที่ต้องการหรือตาจาก Array แล้ว

 

ข้อดีและข้อเสียของ Binary Search

ข้อดี

1. มีความเร็วสูง: Binary Search สามารถค้นหาข้อมูลในเวลา O(log n), ทำให้เหมาะสำหรับการจัดการกับชุดข้อมูลขนาดใหญ่ 2. ประสิทธิภาพการใช้หน่วยความจำต่ำ: ไม่ต้องใช้พื้นที่เพิ่มเติมในการจัดเก็บข้อมูลสำหรับอัลกอริธึม

ข้อเสีย

1. ข้อมูลต้องถูกเรียงลำดับ: หากข้อมูลไม่ได้ถูกเรียงลำดับ อัลกอริธึมนี้จะไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ 2. ซับซ้อนกว่าแบบ Linear Search: การเขียนโค้ดหรือคิดอัลกอริธึมอาจจะต้องใช้เวลามากกว่าในบางกรณี

 

สรุป

Binary Search เป็นอัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพในการค้นหาข้อมูลที่จัดเรียงแล้วอย่างแน่นอน ไม่ว่าในโลกแห่งเทคโนโลยีหรือแม้แต่ในชีวิตประจำวัน เราจะเห็นการใช้งานอัลกอริธึมนี้บ่อยครั้ง หากใครที่มีความสนใจในการเรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมและอัลกอริธึม สามารถสมัครเรียนได้ที่ EPT ที่จะช่วยให้คุณเข้าใจในลึกซึ้ง พร้อมแนวคิดและการใช้งานที่เหมาะสม มาเรียนรู้ด้วยกันเถอะ!

 

 

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