รู้จักกับ Merge Sort อัลกอริธึมที่จัดเรียงข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพด้วย Ruby

 

ในปัจจุบันนี้ การจัดการกับข้อมูลที่มีอยู่มากมายเป็นสิ่งที่ไม่สามารถมองข้ามได้ โดยเฉพาะในการพัฒนาโปรแกรม การจัดเรียงข้อมูลที่ถูกต้องและรวดเร็วสามารถช่วยให้งานที่ซับซ้อนกลายเป็นเรื่องง่ายขึ้น แล้วถ้าคุณต้องการที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีในการจัดเรียงข้อมูลที่ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในบทความนี้เราจะมาพูดถึง Merge Sort ซึ่งเป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการจัดเรียงที่ได้รับความนิยมในวงการพัฒนาโปรแกรม

 

Merge Sort คืออะไร?

Merge Sort เป็นอัลกอริธึมการจัดเรียงข้อมูลที่ใช้หลักการ "Divide and Conquer" โดยจะแบ่งข้อมูลที่ต้องการจัดเรียงออกเป็นส่วนเล็กๆ ก่อน จากนั้นจึงทำการเรียงแต่ละส่วนเข้าด้วยกันอย่างเรียบร้อย ซึ่งการใช้แนวทางนี้ทำให้ Merge Sort มีความสามารถในการจัดเรียงข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพในหลายสถานการณ์

วิธีการทำงานของ Merge Sort

1. แบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนเล็กๆ: เริ่มต้นจากการแบ่งอาเรย์ที่ต้องการจัดเรียงออกเป็นสองส่วนจนกว่าจะเหลือแต่ละส่วนมีเพียง 1 องค์ประกอบ 2. เรียงข้อมูลในแต่ละส่วน: เมื่อลงไปที่ส่วนที่เล็กสุดแล้ว ก็จะเริ่มทำการรวมและเรียงข้อมูลในแต่ละส่วนขึ้นมา เป็นการนำสองส่วนเล็กๆ มารวมกันในรูปแบบที่เรียงลำดับ 3. รวมข้อมูลทั้งสองส่วน: กระบวนการรวมจะดำเนินต่อไปโดยการนำส่วนที่เรียงแล้วมารวมกันเป็นลำดับที่เรียงแล้ว จนกว่าจะกลับไปเป็นอาเรย์ที่เรียงลำดับแล้ว

ตัวอย่างโค้ด Merge Sort ใน Ruby

มาดูตัวอย่างโค้ด Merge Sort ที่เขียนด้วยภาษา Ruby กันดีกว่า:

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

  mid = array.length / 2
  left_half = merge_sort(array[0...mid])
  right_half = merge_sort(array[mid...array.length])

  merge(left_half, right_half)
end

def merge(left, right)
  sorted_array = []
  until left.empty? || right.empty? do
    if left.first <= right.first
      sorted_array << left.shift
    else
      sorted_array << right.shift
    end
  end

  sorted_array.concat(left).concat(right)
end

# ตัวอย่างการใช้งาน
numbers = [38, 27, 43, 3, 9, 82, 10]
sorted_numbers = merge_sort(numbers)
puts "Sorted Numbers: #{sorted_numbers}"

ในตัวอย่างข้างต้น ฟังก์ชัน `merge_sort` แบ่งอาเรย์ที่เราต้องการจัดเรียงออกเป็นสองส่วนจนกว่าจะเหลือเพียงสมาชิกเดียว จากนั้นจะนำสองอาเรย์ที่ได้กลับมารวมกันในลำดับที่เรียงแล้วด้วยฟังก์ชัน `merge`

Use Case ในโลกจริง

Merge Sort เป็นที่นิยมใช้งานในหลาย ๆ สถานการณ์ที่ต้องการการจัดเรียงข้อมูลขนาดใหญ่ รวมถึง:

- การเรียงข้อมูลในฐานข้อมูล: สำหรับการดึงข้อมูลที่มีการเรียงลำดับที่สำคัญ เช่น ในระบบงานที่มีข้อมูลขนาดใหญ่ เช่น ฐานข้อมูลของบริษัท ซึ่งจะต้องทำการค้นหาหรือกรองข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ - การจัดเรียงอาเรย์ภาพ: Merge Sort มักจะถูกนำมาใช้ในกระบวนการเรียงลำดับภาพหรือฟิลเตอร์ในงานด้านการประมวลผลภาพ

การวิเคราะห์ความซับซ้อน (Complexity Analysis)

- Time Complexity:

- ในกรณีที่ดีที่สุด (Best Case) คือ O(n log n)

- ในกรณีเฉลี่ย (Average Case) คือ O(n log n)

- ในกรณีที่แย่ที่สุด (Worst Case) คือ O(n log n)

- Space Complexity: O(n) เนื่องจากต้องใช้พื้นที่สำหรับการจัดเก็บอาเรย์ที่แบ่งออกมาในระหว่างการรวม

ข้อดีและข้อเสียของ Merge Sort

#### ข้อดี:

1. มีประสิทธิภาพสำหรับข้อมูลขนาดใหญ่: Merge Sort มีประสิทธิภาพสูงกว่าอัลกอริธึมอื่นๆ อย่าง Bubble Sort, Selection Sort เมื่อจัดการกับข้อมูลจำนวนน้อยมาก 2. Stable Sort: การจัดเรียงของ Merge Sort จะรักษาลำดับของข้อมูลที่เท่ากันอยู่ 3. ใช้งานง่ายและเข้าใจง่าย: โครงสร้างของ Merge Sort ช่วยให้เข้าใจได้ง่ายสำหรับผู้เริ่มต้นเรียนรู้

#### ข้อเสีย:

1. การใช้พื้นที่มาก: เนื่องจากต้องใช้เมมโมรีในการจัดเก็บข้อมูลที่แบ่งออกมา ทำให้มีการใช้พื้นที่มาก 2. ไม่เหมาะสำหรับอาเรย์ขนาดเล็ก: หากทำการจัดเรียงอาเรย์ที่มีขนาดเล็กมาก Merge Sort อาจจะไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุด เนื่องจากความซับซ้อนที่มากกว่าการใช้วิธีอื่น

---

จากบทความที่เราหารือกันในวันนี้ หวังว่าคุณจะได้รับความรู้เกี่ยวกับ Merge Sort มากขึ้น และเข้าใจการใช้งานของอัลกอริธึมนี้ในชีวิตประจำวัน หากคุณกำลังมองหาโอกาสในการเรียนรู้เพื่อพัฒนาทักษะในการเขียนโปรแกรม สามารถเข้ามาศึกษากับ EPT (Expert-Programming-Tutor) ซึ่งเป็นสถานศึกษาคอมพิวเตอร์ที่มีคุณภาพ และเตรียมความพร้อมในโลกของการพัฒนาโปรแกรมที่เต็มไปด้วยโอกาสใหม่ ๆ!

 

 

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