รู้จัก Bubble Sort: องค์ประกอบที่สำคัญของการจัดเรียงข้อมูล

 

การจัดเรียงข้อมูล (Sorting) เป็นหนึ่งในกระบวนการพื้นฐานในวิทยาการคอมพิวเตอร์ ที่ช่วยให้เราสามารถจัดระเบียบข้อมูลในรูปแบบที่มีลำดับ และค้นหาข้อมูลนั้นได้ง่ายยิ่งขึ้น หนึ่งในอัลกอริธึมที่ใช้ในการจัดเรียงข้อมูลที่รู้จักกันดีคือ "Bubble Sort" วันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับ Bubble Sort ว่าสิ่งนี้คืออะไร? ใช้แก้ปัญหาอะไร? พร้อมตัวอย่างโค้ดภาษา Dart, Use Case ในโลกจริง, การวิเคราะห์เวลา Complexity, ข้อดีและข้อเสียของอัลกอริธึมนี้

 

Bubble Sort คืออะไร?

Bubble Sort เป็นอัลกอริธึมการจัดเรียงที่ทำงานโดยการเปรียบเทียบสมาชิกในอาร์เรย์สองสมาชิกที่อยู่ติดกัน หากสมาชิกที่อยู่ทางซ้ายมีค่ามากกว่าสมาชิกที่อยู่ทางขวามือ จะทำการสลับตำแหน่งของพวกเขา ทำซ้ำกระบวนการนี้ไปเรื่อย ๆ จนไม่มีการสลับเกิดขึ้น นั่นหมายความว่าอาร์เรย์มีลำดับที่ถูกต้องแล้ว

 

การทำงานของ Bubble Sort

การทำงานของ Bubble Sort ถูกแสดงอย่างเรียบง่าย โดยเราจะทำการวน Loop จนกว่าอาร์เรย์จะถูกจัดเรียงเรียบร้อยแล้ว และในการวนแต่ละครั้ง เราจะทำการเปรียบเทียบสมาชิกสองตัวที่อยู่ติดกัน โดยสามารถแสดงกระบวนการนี้ได้ชัดเจนเมื่อดูที่ตารางด้านล่าง:

| ก่อนการจัดเรียง | หลังการจัดเรียง |

|------------------|------------------|

| [5, 3, 8, 4, 2] | [2, 3, 4, 5, 8] |

 

ตัวอย่างโค้ด Bubble Sort ในภาษา Dart

มาดูตัวอย่างโค้ดในการใช้อัลกอริธึม Bubble Sort ที่เขียนด้วยภาษา Dart:

 void bubbleSort(List<int> arr) {
  int n = arr.length;
  for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
    for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
      if (arr[j] > arr[j + 1]) {
        // Swap the elements
        int temp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + 1];
        arr[j + 1] = temp;
      }
    }
  }
}

void main() {
  List<int> arr = [5, 3, 8, 4, 2];
  print("Array before sorting: $arr");
  bubbleSort(arr);
  print("Array after sorting: $arr");
}

ในโค้ดนี้ เราได้ประกาศฟังก์ชัน `bubbleSort` เพื่อจัดเรียงข้อมูลในอาร์เรย์ที่เป็นอินเตอร์เจอร์ทั้งหมด โดยเราทำการเปรียบเทียบและสลับสมาชิกในลูปซ้อนกันจนกว่าอาร์เรย์จะถูกจัดเรียงเรียบร้อย

 

Use Case ในโลกจริง

Bubble Sort จะมีประโยชน์ในกรณีที่เราไม่จำเป็นต้องจัดเรียงข้อมูลที่มีขนาดใหญ่มาก หรือการเรียนรู้การทำงานของอัลกอริธึมนี้ในสภาพแวดล้อมการศึกษา นอกจากนี้ ยังเหมาะสำหรับการใช้งานที่ข้อมูลมีเกณฑ์การเปลี่ยนแปลงไม่มาก เช่น การจัดเรียงลำดับของกิจกรรมหรือการจัดอันดับของผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มีการอัพเดตบ่อยนัก

 

การวิเคราะห์ Complexity ของ Bubble Sort

Complexity ของ Bubble Sort จะแตกต่างกันไปในแต่ละกรณี:

- กรณีที่ดีที่สุด (Best case): O(n) – การจัดเรียงอยู่ในลำดับแล้ว - กรณีเฉลี่ย (Average case): O(n^2) – การคำนวณค่าที่มีการสลับที่หลากหลาย - กรณีที่เลวร้าย (Worst case): O(n^2) – การจัดเรียงในลำดับผกผันทั้งหมด

ในกรณีดังกล่าว เราจะเห็นได้ว่า Bubble Sort เป็นการจัดเรียงที่ไม่ได้มีประสิทธิภาพมากนักเมื่อเทียบกับอัลกอริธึมอื่น เช่น Quick Sort หรือ Merge Sort โดยเฉพาะเมื่อเราพิจารณาขนาดข้อมูลที่มาก

 

ข้อดีและข้อเสียของ Bubble Sort

ข้อดี:

1. เรียนรู้ได้ง่าย: Bubble Sort เป็นอัลกอริธึมที่เข้าใจได้ง่ายและเหมาะสำหรับผู้เริ่มต้น 2. ทำงานได้ดีในข้อมูลขนาดเล็ก: เนื่องจาก Bubble Sort ทำงานได้ดีในกรณีที่มีข้อมูลขนาดเล็กหรือข้อมูลที่มีลำดับใกล้เคียง

ข้อเสีย:

1. ประสิทธิภาพต่ำ: เป็นอัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพต่ำเมื่อจัดการกับข้อมูลขนาดใหญ่ 2. ไม่ควรใช้ในโปรเจคส์ที่ต้องการการใช้งานที่รวดเร็ว: ด้วย complexity ที่สูง การใช้ Bubble Sort ในงานที่มีขนาดใหญ่จะทำให้เกิดความล่าช้าในการประมวลผล

 

บทสรุป

Bubble Sort เป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการจัดเรียงที่มีความง่ายต่อการเรียนรู้ แต่ก็ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของความเร็วและประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบกับอัลกอริธึมอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม การเข้าใจ Bubble Sort ยังมีความสำคัญในการฝึกฝนการคิดเชิงตรรกะและแนวทางการทำงานของอัลกอริธึมที่ซับซ้อนกว่าในอนาคต

หากคุณสนใจในการเรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม การใช้ข้อมูลอัลกอริธึมแบบต่าง ๆ แนะนำให้ทดลองศึกษาที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) เรามีคอร์สการสอนมากมายที่จะช่วยให้คุณเข้าใจและเป็นมืออาชีพในทางด้านการเขียนโปรแกรม!

 

 

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