ทำความรู้จักกับ Bubble Sort: การเรียงลำดับที่เข้าใจง่ายด้วยภาษา Julia

 

 

บทนำ

เหตุการณ์ปัญหาต่างๆ ในการจัดการข้อมูลมักต้องมีการเรียงลำดับข้อมูลตามลำดับที่เหมาะสม โดยเฉพาะในโลกของการพัฒนาโปรแกรมที่จำนวนข้อมูลมีมากขึ้น การเลือก Algorithm ที่มีประสิทธิภาพในการจัดการข้อมูลเป็นสิ่งสำคัญ และวันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับ Bubble Sort ที่เป็นหนึ่งใน Algorithm ที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจ แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพต่ำไปสักหน่อยก็ตาม

Bubble Sort คืออะไร?

Bubble Sort คือหนึ่งใน Algorithm การเรียงลำดับที่ง่ายและเข้าใจได้ง่าย มันทำงานโดยการเปรียบเทียบคู่ขององค์ประกอบในรายการ และสลับพวกเขาหากพวกเขาอยู่ในลำดับที่ไม่ถูกต้อง ข้อมูลจะ “ลอย” ขึ้นไปในลำดับที่ถูกต้อง จึงเรียกว่า “Bubble” Sort

 

วิธีการทำงาน

วิธีการทำงานของ Bubble Sort เป็นไปตามลำดับต่อไปนี้:

1. เปรียบเทียบอิลิเมนต์ชี้ A[i] กับ A[i+1]

2. ถ้า A[i] > A[i+1] ให้สลับตำแหน่ง

3. ทำซ้ำขั้นตอนที่ 1 ถึง 2 จนกว่าจะไม่สามารถสลับได้อีก

นี่แสดงให้เห็นถึงวิธีการเรียงลำดับที่แสดงถึงความเรียบง่ายของการเปรียบเทียบคู่กันอย่างน่ารัก

ตัวอย่างโค้ดด้วยภาษา Julia

มาดูตัวอย่างโค้ด Bubble Sort ที่เขียนด้วยภาษา Julia กัน:

 function bubble_sort(arr::Vector{Int})
    n = length(arr)
    for i in 1:n
        for j in 1:(n-i)
            if arr[j] > arr[j+1]
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
            end
        end
    end
    return arr
end

# เรียกใช้งานฟังก์ชัน
data = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_data = bubble_sort(data)

println("ข้อมูลที่เรียงลำดับแล้ว: ", sorted_data)

การอธิบายโค้ด

ฟังก์ชัน `bubble_sort` รับอาร์เรย์ของจำนวนเต็ม และทำการเรียงลำดับโดยการใช้สองลูป:

- ลูปภายนอก (`for i in 1:n`) ทำหน้าที่ในการทำซ้ำทั้งหมดของอาร์เรย์

- ลูปภายใน (`for j in 1:(n-i)`) ทำการเปรียบเทียบอิลิเมนต์และทำการสลับหากอิลิเมนต์แรกมีค่ามากกว่าตัวถัดไป

เมื่อเสร็จสิ้นการทำงานของฟังก์ชัน ระบบจะส่งคืนอาร์เรย์ที่ถูกเรียงลำดับแล้วออกมา

Use Case ในโลกจริง

Bubble Sort มักเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ข้อมูลมีขนาดเล็ก เนื่องจากเป็นเครื่องมือที่เรียบง่าย เช่น รายการคะแนนของนักเรียนที่มีจำนวนน้อย หรือข้อมูลในการทดสอบที่ใช้เพื่อการเรียนรู้และการสอน

การเรียงลำดับข้อมูลในระดับเล็ก อาจอยู่ในระบบที่ไม่ต้องการความเร็วสูง ตัวอย่างเช่น การเรียงลำดับชื่อในลิสต์ผู้ใช้งานที่มีข้อมูลไม่มาก อาจเป็นแค่อุปกรณ์ประหยัดพลังงาน

การวิเคราะห์ความซับซ้อน

การวิเคราะห์ Bubble Sort มีดังนี้:

- Time Complexity:

- ในกรณีที่ดีที่สุด (Already sorted): \(O(n)\)

- ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด และกรณีเฉลี่ย: \(O(n^2)\)

- Space Complexity:

- (In-place): \(O(1)\) เนื่องจากเราไม่ใช้งานพื้นที่เพิ่มเติมสำหรับการเรียงลำดับ

ข้อดีและข้อเสียของ Bubble Sort

#### ข้อดี

- ง่ายต่อการเขียนและเข้าใจ: เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้นเรียนรู้การเขียนโปรแกรม - ไม่มีการใช้พื้นที่ในการจัดเก็บเพิ่ม (In-place): ทำให้กลายเป็นโซลูชันที่ประหยัดพื้นที่

#### ข้อเสีย

- ไม่เหมาะสำหรับข้อมูลขนาดใหญ่: ความเร็วไม่เพียงพอในกรณีที่จำนวนข้อมูลมาก - High average case time complexity: ซึ่งทำให้มันถูกมองว่าเป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการจัดเรียงที่ไม่ทรงพลัง

 

บทสรุป

สำหรับผู้ที่เริ่มต้นการเรียนรู้การเขียนโปรแกรม แม้ว่า Bubble Sort จะไม่ใช่ Algorithm ที่มีประสิทธิภาพสูงและไม่ค่อยเหมาะสำหรับข้อมูลขนาดใหญ่ แต่ความง่ายในการเข้าใจและการเขียนโค้ดทำให้มันเป็นเครื่องมือที่มีค่าในกระบวนการศึกษา สำหรับนักเรียนที่กำลังหาที่เรียนรู้ด้านการเขียนโปรแกรม เราขอแนะนำให้คุณเข้ามาทำความรู้จักกับ EPT (Expert-Programming-Tutor) ซึ่งมีหลักสูตรการเรียนการสอนที่ครบถ้วน เชื่อมโยงทฤษฎีกับการปฏิบัติอย่างลงตัว นำไปสู่การพัฒนาโปรแกรมที่เหนือระดับในอนาคต!

เราหวังว่าบทความนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจ Bubble Sort และสร้างแรงบันดาลใจในการศึกษา Programming ต่อไป!

รอคอยให้ทุกท่านมาร่วมสู่เส้นทางการเขียนโปรแกรมไปด้วยกันที่ EPT กันเถอะ!

 

 

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