รู้จักกับ Quick Sort: อัลกอริธึมที่รวดเร็วในการจัดเรียงข้อมูล

 

การจัดเรียงข้อมูล (Sorting) เป็นกระบวนการสำคัญในการทำงานกับข้อมูล ไม่ว่าจะเป็นการค้นหา การวิเคราะห์ หรือการแสดงผล ล่าสุดนี้เราจะมาพูดถึง “Quick Sort” อัลกอริธึมการจัดเรียงที่มีความรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง มาเรียนรู้วิธีการทำงานของอัลกอริธึมนี้ในภาษา Ruby กันเถอะ!

 

Quick Sort คืออะไร?

Quick Sort เป็นอัลกอริธึมที่ใช้เทคนิคการแบ่งแยกและพิชิต (Divide and Conquer) ในการจัดเรียงข้อมูล อัลกอริธึมนี้ได้รับการนำเสนอโดยท่าน Charles Antony Richard Hoare ในปี 1960 โดยการทำงานของ Quick Sort จะแบ่งข้อมูลออกเป็นสองส่วนโดยใช้ 'Pivot' ซึ่งเป็นค่าที่ใช้ในการเปรียบเทียบ ในการทำงานของมันจะทำการเปรียบเทียบค่าต่าง ๆ กับ Pivot และแบ่งข้อมูลออกเป็นสองพาร์ท: ข้อมูลที่น้อยกว่าหรือเท่ากับกับ Pivot และข้อมูลที่มากกว่า Pivot

ขั้นตอนการพัฒนา Quick Sort

1. เลือก Pivot

2. แบ่งข้อมูลออกเป็นสองส่วน

3. เรียกใช้ Quick Sort ใหม่กับข้อมูลทั้งสองส่วน

4. รวมผลลัพธ์เข้าด้วยกัน

 

ตัวอย่างโค้ด Quick Sort ใน Ruby

มาดูตัวอย่างโค้ดในการใช้งาน Quick Sort กันเถอะ:

 def quick_sort(array)
  return array if array.length <= 1

  pivot = array[array.length / 2]
  left = array.select { |x| x < pivot }
  middle = array.select { |x| x == pivot }
  right = array.select { |x| x > pivot }

  quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)
end

# ตัวอย่างการใช้งาน
data = [34, 7, 23, 32, 5, 62]
sorted_data = quick_sort(data)
puts "ข้อมูลที่จัดเรียงแล้ว: #{sorted_data}"

ในตัวอย่างข้างต้น เราได้สร้างฟังก์ชัน `quick_sort` ที่รับอาร์เรย์และจัดเรียงข้อมูลภายในอาร์เรย์นั้น โดยที่เราทำการเลือก Pivot ที่อยู่ตรงกลางของอาร์เรย์ จากนั้นจึงแบ่งข้อมูลออกเป็นสามส่วน: ข้อมูลที่น้อยกว่า Pivot, ข้อมูลที่เท่ากับ Pivot, และข้อมูลที่มากกว่า Pivot และเรียกใช้ฟังก์ชัน `quick_sort` กับพาร์ทด้านซ้ายและขวาอีกครั้ง

 

Use Case ในโลกจริง

อัลกอริธึม Quick Sort มักนำไปใช้ในหลายสถานการณ์ เช่่น:

1. ฐานข้อมูล: เมื่อมีข้อมูลจำนวนมากที่ต้องนำเสนอหรือวิเคราะห์ การใช้ Quick Sort ทำให้เราสามารถเข้าถึงข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว 2. การค้นหาข้อมูล: การจัดเรียงข้อมูลให้เป็นระเบียบก่อนการค้นหาทำให้การดำเนินงานค้นหามีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น 3. แอปพลิเคชันออนไลน์: เช่นเว็บไซต์ e-commerce ที่ต้องจัดเรียงรายการสินค้าภายในไม่กี่วินาที ทำให้ผู้ใช้สามารถเลือกซื้อสินค้าได้โดยไม่รู้สึกหงุดหงิด

 

ความซับซ้อน (Complexity)

Quick Sort มีคุณสมบัติดังนี้:

- Best Case: O(n log n) – เมื่อ Pivot แบ่งข้อมูลออกเป็นสองพาร์ทที่มีขนาดเท่ากัน - Average Case: O(n log n) – เป็นกรณีที่เกิดขึ้นบ่อย - Worst Case: O(n^2) – เมื่อ Pivot เลือกไม่ดี เช่น เมื่อข้อมูลมีลำดับเรียงอยู่แล้ว (ตัวอย่างเช่นเลือก Pivot เป็นค่าที่สุดหรือค่าต่ำสุด)

 

ข้อดีข้อเสียของ Quick Sort

ข้อดี

- ความเร็ว: Quick Sort เป็นหนึ่งในอัลกอริธึมที่เร็วที่สุดในการจัดเรียงข้อมูล โดยปกติมักทำงานได้เร็วกว่า Merge Sort และ Bubble Sort - ใช้หน่วยความจำต่ำ: อัลกอริธึมนี้ไม่จำเป็นต้องใช้หน่วยความจำเพิ่มเติมมากนักในการดำเนินการ ทำให้ใช้ประโยชน์จากหน่วยความจำที่มีอยู่ได้อย่างคุ้มค่า

ข้อเสีย

- Worst Case: ความเร็วของ Quick Sort จะลดลงในกรณีที่เลือก Pivot ไม่เหมาะสม - ไม่เสถียร: มีแนวโน้มที่จะไม่รักษาลำดับการจัดเรียงของข้อมูลที่เท่ากัน

 

สรุป

Quick Sort เป็นอัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพสูงในการจัดเรียงข้อมูล โดยเฉพาะเมื่อเลือก Pivot ได้อย่างเหมาะสมและเหมาะกับการใช้งานจริงในหลายสถานการณ์ แม้ว่าอัลกอริธึมนี้จะมีข้อเสียบางประการ เช่น กรณีที่เลวร้าย แต่โดยรวมแล้วมันยังคงเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการจัดเรียงข้อมูล

หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมและเข้าใจอัลกอริธึมในเชิงลึก เราขอเชิญคุณมาเรียนรู้ที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) ที่นี่เรามีคอร์สที่หลากหลายเพื่อตอบสนองทุกความต้องการในการเรียนรู้ของคุณ! มาเรียนรู้ไปด้วยกันเถอะ!

 

 

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