Bubble Sort: การเรียงลำดับที่ง่ายแต่มีประสิทธิภาพต่ำในบางกรณี

 

ในโลกของการเขียนโปรแกรมและการพัฒนาซอฟต์แวร์นั้น โค้ดและอัลกอริธึมที่ใช้เรียงลำดับข้อมูลเป็นสิ่งที่สำคัญและจำเป็นอย่างยิ่ง หนึ่งในอัลกอริธึมที่ได้รับความนิยมและถูกสอนให้รู้จักกันอย่างแพร่หลายคือ Bubble Sort แม้จะมีความง่ายในการเข้าใจ แต่จะมีความสามารถในการจัดการกับข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ในระดับที่ต่ำมาก อัลกอริธึม Bubble Sort เป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการเรียงลำดับแบบพื้นฐานที่สุด โดยเฉพาะในภาษา R ซึ่งเป็นภาษาสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลและสถิติ

 

Bubble Sort คืออะไร?

Bubble Sort เป็นอัลกอริธึมที่ถูกใช้เพื่อทำการเรียงลำดับรายการ โดยทำการเปรียบเทียบองค์ประกอบที่อยู่ติดกันและทำการสลับตำแหน่งระหว่างองค์ประกอบที่ไม่ถูกต้องไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น อัลกอริธึมนี้มีความเรียบง่ายและสามารถเข้าใจได้ง่าย เป็นเหตุผลว่าทำไมมันจึงมักถูกสอนในฐานะแนวคิดพื้นฐานในการศึกษาอัลกอริธึมและโครงสร้างข้อมูล

วิธีการทำงานของ Bubble Sort

1. เริ่มจากองค์ประกอบแรกในรายการ

2. เปรียบเทียบองค์ประกlement ที่อยู่ติดกัน (สมมุติว่า A[i] และ A[i+1])

3. หากองค์ประกอบแรกมากกว่าที่สอง ให้ทำการสลับตำแหน่ง

4. ทำซ้ำกระบวนการนี้ไปเรื่อย ๆ จนถึงองค์ประกอบสุดท้ายของรายการ

5. ทำซ้ำขั้นตอนทั้งหมดจนไม่ต้องทำการสลับอีก หมายความว่าข้อมูลถูกเรียงลำดับแล้ว

ตัวอย่างโค้ด Bubble Sort ใน R

 bubble_sort <- function(arr) {
  n <- length(arr)
  for (i in 1:(n - 1)) {
    for (j in 1:(n - i)) {
      if (arr[j] > arr[j + 1]) {
        temp <- arr[j]
        arr[j] <- arr[j + 1]
        arr[j + 1] <- temp
      }
    }
  }
  return(arr)
}

# ทดสอบ Bubble Sort
data <- c(64, 34, 25, 12, 22, 11, 90)
sorted_data <- bubble_sort(data)
print(sorted_data)

ผลลัพธ์ของโค้ดด้านบนจะเป็นรายการที่ถูกเรียงลำดับจากน้อยไปมาก: `11, 12, 22, 25, 34, 64, 90`

 

การใช้งานจริงของ Bubble Sort

Bubble Sort อาจไม่ใช่อัลกอริธึมที่มีความสามารถดีที่สุด แต่ก็ยังมีการใช้งานอยู่ในบางกรณี เช่น:

- การศึกษา: เนื่องจาก Bubble Sort ใช้งานง่ายและเข้าใจง่าย จึงมักถูกใช้ในหลักสูตรการสอนอัลกอริธึม - ข้อมูลที่มีขนาดเล็ก: ในกรณีที่ข้อมูลมีจำนวนไม่มากนัก Bubble Sort อาจใช้ได้ดีเพราะการทำงานที่ไม่ซับซ้อน - ข้อมูลที่เกือบจะเรียงลำดับ: หากข้อมูลอยู่ในลำดับที่เกือบเรียงอัลกอริธึมจะทำงานได้เร็วขึ้นกว่าเดิม

 

การวิเคราะห์ Complexity

1. Time Complexity: - Worst-case: O(n^2) - เกิดขึ้นเมื่อรายการเรียงลำดับในลำดับที่ตรงกันข้ามกับที่ต้องการ - Best-case: O(n) - เกิดขึ้นเมื่อรายการเรียงลำดับแล้ว - Average-case: O(n^2) - เกิดขึ้นโดยทั่วไป

2. Space Complexity: O(1) - เพราะว่า Bubble Sort ใช้พื้นที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเพียงแค่สำหรับตัวแปรชั่วคราวในการสลับ

 

ข้อดีและข้อเสียของ Bubble Sort

ข้อดี:

- เข้าใจง่าย: เรียนรู้และเขียนได้ง่าย เป็นแนวทางที่ดีสำหรับผู้เริ่มต้น - ไม่มีการใช้พื้นที่เพิ่มเติมมากมาย: ใช้พื้นที่ส่วนน้อยในการนำไปสลับข้อมูล

ข้อเสีย:

- ประสิทธิภาพต่ำเมื่อขนาดข้อมูลใหญ่: ความสามารถในการทำงานจะลดลงอย่างมากเมื่อจำนวนข้อมูลเพิ่มขึ้น - ไม่เหมาะสำหรับข้อมูลที่มีขนาดใหญ่มาก: มีอัลกอริธึมการจัดเรียงอื่น ๆ ที่มีประสิทธิภาพดีกว่ามาก เช่น Quick Sort หรือ Merge Sort

 

สรุป

Bubble Sort เป็นอัลกอริธึมการเรียงลำดับที่มีความง่ายและเรียนรู้ได้ง่าย แต่เมื่อมองในแง่ของประสิทธิภาพแล้ว กลับไม่เป็นที่สนใจในงานที่ต้องการการประมวลผลข้อมูลมากมาย เรื่องนี้เป็นสิ่งที่สำคัญในโลกการพัฒนาโปรแกรมที่ให้เราสามารถเลือกใช้อัลกอริธึมให้เหมาะกับเงื่อนไขต่าง ๆ ได้เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุด

หากคุณสนใจที่จะศึกษาการเขียนโปรแกรมเพื่อให้สามารถใช้ทำงานที่ดีและมีประสิทธิภาพ ทาง EPT (Expert-Programming-Tutor) มีหลักสูตรที่ครอบคลุมให้คุณได้เรียนรู้ ตั้งแต่พื้นฐานของการเขียนโปรแกรมจนถึงการใช้เทคนิคที่ซับซ้อนในการพัฒนาซอฟต์แวร์ มาเรียนรู้กับเราที่ EPT และเริ่มต้นการเดินทางในฐานะนักพัฒนาโปรแกรมที่มีศักยภาพในอนาคต!

 

 

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