รู้จักกับ Merge Sort: เทคโนโลยีการจัดเรียงที่โดดเด่นในโลกของการโปรแกรม

 

การจัดเรียงข้อมูล (Sorting) เป็นหนึ่งในหนึ่งในปัญหาพื้นฐานในศาสตร์ของคอมพิวเตอร์ ในบทความนี้ เราจะมาทำความรู้จักกับ Merge Sort ซึ่งเป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการจัดเรียงที่ได้รับความนิยมในวงกว้าง โดยเฉพาะในสถานการณ์ที่ต้องการประสิทธิภาพที่ดีและความมั่นคง โดยเราจะใช้ภาษา ABAP ในการอธิบายตัวอย่างโค้ด สำหรับใครที่มีความสนใจในการเรียนรู้การโปรแกรมเพิ่มเติม สามารถเข้ามาศึกษาที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) ได้ที่นี่!

 

Merge Sort คืออะไร?

Merge Sort

เป็นอัลกอริธึมการจัดเรียงที่ใช้แนวทางการแบ่งและพิชิต (Divide and Conquer) มันเริ่มจากการแบ่งรายการที่ต้องการจัดเรียงออกเป็นสองส่วนอย่างต่อเนื่อง จนไม่สามารถแบ่งต่อไปได้ จากนั้นจะเริ่มรวมรายการที่แบ่งออกมาใหม่ในลำดับที่เรียงแล้ว โดยมีขั้นตอนหลักคือ

1. แบ่ง (Divide): แบ่งอาร์เรย์ออกเป็นสองส่วนที่เท่าๆ กัน 2. พิชิต (Conquer): เรียกใช้ Merge Sort กับแต่ละส่วน 3. รวม (Combine): รวมทั้งสองส่วนเข้าสู่รายการที่เรียงลำดับแล้ว

 

การใช้ Merge Sort

Merge Sort เป็นที่นิยมในหลายกรณีการใช้งาน เช่น:

- การจัดเรียงข้อมูลในระบบฐานข้อมูล

- การค้นหาข้อมูลในลำดับที่จัดเรียงแล้ว

- การประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่ เช่น การจัดเรียงข้อมูลใน Big Data

ตัวอย่างโค้ดภาษา ABAP

ต่อไปนี้คือตัวอย่างโค้ดภาษา ABAP เพื่อใช้ใน Merge Sort

 FORM merge_sort USING it_numbers TYPE TABLE OF i.
  DATA: lt_left  TYPE TABLE OF i,
        lt_right TYPE TABLE OF i,
        lv_middle TYPE i,
        lv_index  TYPE i,
        lv_left_index  TYPE i,
        lv_right_index TYPE i,
        lv_value TYPE i.

  IF lines( it_numbers ) > 1.

    lv_middle = lines( it_numbers ) / 2.
    lt_left = it_numbers[ 1 .. lv_middle ].
    lt_right = it_numbers[ lv_middle + 1 .. lines( it_numbers ) ].

    PERFORM merge_sort USING lt_left.
    PERFORM merge_sort USING lt_right.

    lv_left_index = 1.
    lv_right_index = 1.

    WHILE lv_left_index <= lines( lt_left ) AND lv_right_index <= lines( lt_right ).
      IF lt_left[ lv_left_index ] <= lt_right[ lv_right_index ].
        APPEND lt_left[ lv_left_index ] TO it_numbers.
        lv_left_index = lv_left_index + 1.
      ELSE.
        APPEND lt_right[ lv_right_index ] TO it_numbers.
        lv_right_index = lv_right_index + 1.
      ENDIF.
    ENDWHILE.

    " กรณีที่มีข้อมูลเหลืออยู่ใน lt_left
    WHILE lv_left_index <= lines( lt_left ).
      APPEND lt_left[ lv_left_index ] TO it_numbers.
      lv_left_index = lv_left_index + 1.
    ENDWHILE.

    " กรณีที่มีข้อมูลเหลืออยู่ใน lt_right
    WHILE lv_right_index <= lines( lt_right ).
      APPEND lt_right[ lv_right_index ] TO it_numbers.
      lv_right_index = lv_right_index + 1.
    ENDWHILE.

  ENDIF.
ENDFORM.

การทำงานของโค้ด

โค้ดข้างต้นเป็นการจัดเรียงอาร์เรย์ของจำนวนเต็ม โดยฟังก์ชัน `merge_sort` จะทำการเรียกใช้งานตัวเองเพื่อแบ่งอาร์เรย์ออกเป็นสองส่วนจนกระทั่งถึงจุดที่อาร์เรย์มีความยาวเป็น 1 หรือ 0 จากนั้นจะเริ่มรวมอาร์เรย์ในลำดับที่เรียงแล้ว โดยการเปรียบเทียบสมาชิกจากทั้งสองอาร์เรย์ที่ถูกแบ่งไว้

การวิเคราะห์ Complexity

- เวลาที่ใช้ (Time Complexity): Merge Sort มีความซับซ้อนทางเวลาเป็น O(n log n) ซึ่งได้แก่การเรียงลำดับในแนวทางการแบ่งและรวม โดย n คือจำนวนสมาชิกในอาร์เรย์ - พื้นที่ที่ใช้ (Space Complexity): Merge Sort จะต้องใช้พื้นที่เพิ่มเติมสำหรับการเก็บข้อมูลที่ถูกแบ่ง รวมถึงค่าตัวแปรที่ใช้ในกระบวนการเรียงลำดับ ทำให้พื้นที่ที่ใช้มีความซับซ้อนเป็น O(n)

ข้อดีและข้อเสียของ Merge Sort

ข้อดี:

1. มีความมั่นคง (Stable): สามารถคงลำดับของสมาชิกที่มีค่าเท่ากันอยู่ได้ 2. ทำงานได้ดีในข้อมูลขนาดใหญ่: เนื่องจากสามารถจัดการข้อมูลในเครือข่ายใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อเสีย:

1. ใช้พื้นที่เพิ่มเติม: ต้องใช้พื้นที่สำหรับการเก็บข้อมูลที่ถูกแบ่งออก 2. มีความซับซ้อนในการนำไปใช้งาน: การจัดเรียงอาจจะใช้เวลาในการดำเนินการ

Use Case ในโลกจริง

ในโลกของธุรกิจและการจัดการข้อมูล อัลกอริธึม Merge Sort ถูกใช้ในระบบหลายระบบ เช่น:

- การจัดลำดับข้อมูลในฐานข้อมูล: โดยเฉพาะใน SQL Server สำหรับการค้นหาข้อมูลที่มีจำนวนมาก - การวิเคราะห์ข้อมูล: เช่น ในการประมวลผลข้อมูลทางการเงินที่ต้องการการจัดเรียงในเวลาจริง

 

สรุป

Merge Sort เป็นอัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพในการจัดเรียงข้อมูล โดยเฉพาะในกรณีที่เราต้องจัดการกับข้อมูลขนาดใหญ่ ถึงแม้ว่าจะมีข้อจำกัดในการใช้พื้นที่เพิ่มเติม แต่ความมั่นคงและความเร็วในการจัดเรียงข้อมูลของมันทำให้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจในหลาย ๆ สถานการณ์

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม ซึ่งรวมถึงการทำงานกับอัลกอริธึมต่าง ๆ เช่น Merge Sort, ขอเชิญคุณมาศึกษาที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) ซึ่งเรามีหลักสูตรที่หลากหลายให้คุณเลือกเรียนรู้!

 

 

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