8 Queens Problem: การแก้ปัญหาที่น่าสนใจด้วย COBOL

 

 

บทนำ

คุณเคยลองคิดถึงปัญหาที่เรียกว่า "8 Queens Problem" ไหม? มันคือปัญหาทางคอมพิวเตอร์ที่ไม่เพียงแต่ท้าทายความคิดสร้างสรรค์ของคุณ แต่ยังช่วยพัฒนาทักษะด้านการวิเคราะห์และการประยุกต์โปรแกรมมิ่งสำหรับคนที่รักการเขียนโปรแกรมอีกด้วย ในบทความนี้ เราจะมาทำความเข้าใจปัญหานี้ พร้อมกับการแก้ไขด้วยภาษา COBOL ที่ไม่ค่อยได้รับความสนใจนักในยุคปัจจุบัน เราจะทำการสำรวจ complexitiy และข้อดีข้อเสียของ Algorithm ที่ใช้ในการแก้ไขกัน

 

8 Queens Problem คืออะไร?

8 Queens Problem เป็นปัญหาคลาสสิกในทฤษฎีเกมซึ่งมีจุดประสงค์คือการวางแม่หมึก 8 ตัวบนกระดานหมากรุกขนาด 8x8 โดยไม่ให้แม่หมึกตัวใดตัวหนึ่งจู่โจมกันได้ กล่าวคือ ไม่มีแม่หมึกตัวใดอยู่ในแถวเดียวกับอีกตัวหนึ่ง, คอลัมน์เดียวกัน หรือในแนวทแยงเดียวกัน

 

การประยุกต์ใช้ในโลกแห่งความจริง

ถึงแม้ว่า 8 Queens Problem จะดูเหมือนเป็นแค่ปัญหาเชิงทฤษฎี แต่จริง ๆ แล้วมันมีการประยุกต์ใช้อย่างมากมายในโลกแห่งความจริง ตัวอย่างเช่น:

1. การวางแผนทรัพยากร: การจัดสรรทรัพยากรในสถานการณ์ต่าง ๆ เช่น การกระจายงานให้กับพนักงานในทีม ซึ่งต้องไม่ให้คนเดียวกันทำงานซ้ำซ้อน 2. การจัดการในการแข่งขัน: การวางผังกิจกรรมในงานแข่งขัน ต่าง ๆ เช่น งานโอลิมปิค โดยไม่ให้เกิดการชนกันสำคัญในตารางเวลาของนักกีฬา

 

อัลกอริธึมที่ใช้ในการแก้ปัญหา

การแก้ไขปัญหานี้มักใช้เทคนิค "Backtracking" ซึ่งจะลองวางแม่หมึกทีละตัว และถ้าพบปัญหาเมื่อไม่สามารถวางแม่หมึกในตำแหน่งที่ถูกต้องได้ ระบบจะย้อนกลับไปยังตำแหน่งก่อนหน้าเพื่อลองตำแหน่งใหม่

 

ตัวอย่างโค้ดโดยใช้ COBOL

โค้ดตัวอย่างที่จะแสดงให้เห็นด้านล่างนี้เป็นการติดตั้งทั้ง 8 แม่หมึกบนกระดานหมากรุก โดยใช้เทคนิค Backtracking ใน COBOL

        IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EightQueens.

       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  Board    PIC 9(8) OCCURS 8.
       01  Row      PIC 9.
       01  Col      PIC 9.
       01  SolutionCount PIC 9(2) VALUE 0.

       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-PARAGRAPH.
           PERFORM Place-Queens 0
           DISPLAY "Total Solutions: " SolutionCount
           STOP RUN.

       Place-Queens PARA.
           IF Row = 8
               ADD 1 TO SolutionCount
           ELSE
               PERFORM VARYING Col FROM 1 BY 1 UNTIL Col > 8
                   IF Is-Safe(Row, Col)
                       MOVE Col TO Board(Row)
                       ADD 1 TO Row
                       CALL 'Place-Queens' USING Row
                       SUBTRACT 1 FROM Row
                   END-IF
               END-PERFORM
           END-IF.

       Is-Safe PARA.
           PERFORM VARYING I FROM 0 BY 1 UNTIL I > Row
               IF Board(I) = Col OR
                  ABS(Board(I) - Col) = ABS(I - Row)
                   MOVE 0 TO Is-Safe
                   EXIT PERFORM
               END-IF
           END-PERFORM
           MOVE 1 TO Is-Safe.

 

วิเคราะห์ Complexity

Complexity ของปัญหานี้สามารถถูกคำนวณได้ว่าเป็น O(N!) เนื่องจากจะมีการจัดเรียงแม่หมึกทุกตัวในทุกตำแหน่งของกระดาน โดยในแต่ละระดับของการทำงานต้องตรวจสอบว่ามีการชนกันหรือไม่ ซึ่งทำให้จำนวนการคำนวณสูงมากในขนาดของ N ที่ใหญ่

 

ข้อดีและข้อเสียของ Algorithm ที่ใช้

ข้อดี:

1. ใช้งานง่าย: ค่อนข้างตรงไปตรงมาในทางทฤษฎี เนื่องจากเป็นการทดลองและย้อนกลับ 2. ประยุกต์ใช้ได้: สามารถประยุกต์ใช้ในสถานการณ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการจัดการทรัพยากรและการวางแผนได้

ข้อเสีย:

1. ประสิทธิภาพต่ำ: สำหรับ N ที่สูง จะใช้เวลานานมากในการประมวลผล 2. ไม่มีการปรับแต่ง: ไม่สามารถปรับปรุงหรือพัฒนาไปสู่เทคนิคที่เร็วขึ้นอย่างหลายเทคนิคเช่น heuristic methods ได้

 

สรุป

8 Queens Problem เป็นตัวอย่างที่ดีในการสำรวจทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับอัลกอริธึมและการจัดการปัญหาเชิงวิเคราะห์ในคอมพิวเตอร์ โดยการใช้ภาษา COBOL เป็นตัวอย่างในการสร้างอัลกอริธึมที่ค่อนข้างมีเสน่ห์ในตัวของมันเอง หากคุณสนใจที่จะเจาะลึกในด้านของการเขียนโปรแกรมและพัฒนาทักษะด้านนี้ อย่าลืมมาร่วมศึกษากับเราได้ที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) ที่เรามีหลักสูตรที่จะช่วยให้คุณเข้าใจในทักษะการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนได้อย่างง่ายดาย!

เรียนรู้และค้นพบโลกของโปรแกรมมิ่งเพิ่มเติมที่ EPT สถานที่ที่พร้อมจะพาคุณสู่การเป็นนักเขียนโปรแกรมมืออาชีพ!

 

 

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