การเรียนรู้ Memorization ในการเขียนโปรแกรมด้วย TypeScript

 

การโปรแกรมเป็นศาสตร์ที่ไม่เพียงแต่เป็นการเขียนโค้ดเท่านั้น แต่ยังคือการแก้ปัญหาและเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานที่มีอยู่ โดยเฉพาะในยุคที่มีข้อมูลมหาศาลเกิดขึ้นในปัจจุบัน เราจำเป็นต้องมีเครื่องมือในการจัดการและจัดระเบียบข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ หนึ่งในแนวทางที่น่าสนใจและมีประสิทธิภาพสำหรับการปรับปรุงเวลาในการประมวลผลคือ “Memorization” หรือการบันทึกค่าที่คำนวณแล้วเพื่อลดเวลาในการประมวลผลในอนาคต

 

Memorization คืออะไร?

Memorization คือเทคนิคในการเก็บผลลัพธ์ที่คำนวณแล้วในโครงสร้างข้อมูล เช่น Object หรือ Map ใน JavaScript/TypeScript เพื่อให้สามารถเรียกใช้ผลลัพธ์เหล่านั้นได้โดยไม่ต้องทำการคำนวณใหม่ นี่คือวิธีที่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับฟังก์ชันที่คำนวณผลซ้ำๆ เช่น ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่ใช้การเรียกฟังก์ชันซ้ำ (Recursive Function)

การใช้ Memorization แก้ปัญหา

การใช้ memorization เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่ฟังก์ชันมีความซับซ้อน เช่น การคำนวณตัวเลขฟีโบนักชี (Fibonacci Number) ประสิทธิภาพในการคำนวณที่ใช้วิธี Recursive จะทำให้คำนวณในเวลาที่นานขึ้นเมื่อไปถึงตัวเลขฟีโบนักชีที่สูงมาก ดังนั้นการใช้ Memorization จะช่วยบันทึกค่าที่คำนวณแล้ว เพื่อลดจำนวนการเรียกฟังก์ชันและใช้เวลาในการคำนวณลง

 

ตัวอย่างโค้ดใน TypeScript

ด้านล่างนี้คือโค้ดตัวอย่างการใช้ Memorization ในการคำนวณฟีโบนักชี:

 function fibonacci(n: number, memo: Record<number, number> = {}): number {
    if (n in memo) return memo[n];
    if (n <= 1) return n;

    memo[n] = fibonacci(n - 1, memo) + fibonacci(n - 2, memo);
    return memo[n];
}

console.log(fibonacci(10)); // ผลลัพธ์: 55
console.log(fibonacci(50)); // ผลลัพธ์: 12586269025

ในโค้ดข้างต้น ฟังก์ชัน `fibonacci` จะใช้การอ้างอิงที่เก็บใน `memo` เพื่อตรวจสอบว่าค่าฟีโบนักชีก่อนหน้านี้ถูกคำนวณไปแล้วหรือไม่ ถ้ามีอยู่ใน `memo` ก็จะคืนค่าที่เก็บไว้ได้ทันที ทำให้ประหยัดเวลาอย่างมาก

 

Use Case ในโลกจริง

1. การคำนวณภาษี: ในระบบที่ต้องคำนวณภาษีอย่างซับซ้อน การใช้ Memorization ช่วยให้เราคำนวณภาษีที่เหมือนกันหลายๆ ครั้งได้อย่างรวดเร็ว 2. การประมวลผลข้อมูลทางการแพทย์: ในการวิเคราะห์ข้อมูลทางการแพทย์ที่ซับซ้อน ซึ่งมีการซ้ำกัน ค่าที่คำนวณแล้วสามารถบันทึกและเรียกใช้ได้แทนที่ต้องคำนวณซ้ำ 3. การสร้างเกมส์: ในเกมส์ที่คำนวณสถานะหรือคะแนน ไม่ว่าจะเป็นเกมแนว RPG หรือ Puzzles การใช้ Memorization สามารถเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อสร้างประสบการณ์การเล่นที่ราบรื่น

 

การวิเคราะห์ Complexity

- เวลาการประมวลผล: O(n) เนื่องจากข้อมูลที่ไม่ซ้ำกันเพียง n ค่า - พื้นที่จัดเก็บ: O(n) เนื่องจากเราต้องจัดเก็บค่าผลลัพธ์ทั้งหมดที่ประมวลผลแล้ว

 

ข้อดีและข้อเสียของ Memorization

ข้อดี:

1. เพิ่มความเร็วในการคำนวณ: การลดจำนวนการคำนวณที่ต้องทำทำให้สามารถคำนวณข้อมูลได้ไวขึ้น 2. ง่ายต่อการใช้งาน: เพียงแค่การสร้างโครงสร้างข้อมูลขนาดเล็ก และมีการเรียกใช้อย่างตรงไปตรงมา 3. มีประสิทธิภาพสูง: เหมาะสำหรับฟังก์ชันRecursive ที่เรียกไปเรียกมา ฉะนั้นถือเป็นวิธีการที่ดีมาก

ข้อเสีย:

1. การจัดเก็บข้อมูล: การเก็บค่าที่คำนวณได้รับอาจจะทำให้ใช้หน่วยความจำมากขึ้น 2. ไม่เหมาะสำหรับทุกกรณี: สำหรับบางกรณีที่ไม่สามารถเรียกใช้ค่าที่คำนวณหรือมีข้อมูลที่มีความซับซ้อนอาจจะเกิดปัญหา

 

สรุป

Memorization เป็นเทคนิคที่มีศักยภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโปรแกรม และด้วยการใช้ TypeScript ที่เป็นภาษาที่มีความทันสมัยและเข้ากันได้ดีกับ JavaScript จะทำให้คุณสามารถสร้างโซลูชันที่มีคุณภาพได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม สำหรับนักเรียนที่ต้องการเข้าใจในลึกซึ้งเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมและการใช้เทคนิคที่มีประสิทธิภาพเหล่านี้ EPT (Expert-Programming-Tutor) คือทางเลือกที่ดีที่สุดในการศึกษาและฝึกฝนทักษะด้านโปรแกรมมิ่งของคุณ

หากคุณต้องการเริ่มต้นหรือพัฒนาทักษะในการเขียนโปรแกรมของคุณ อย่ารอช้า มาเรียนรู้ด้วยกันที่ EPT พร้อมเผชิญกับวิธีการใหม่ๆ ในการเขียนโปรแกรมที่มีประสิทธิภาพ!

 

 

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