Posts Tagged ‘C’

ลองเล่น Go

Sunday, November 22nd, 2009

ไม่ได้เขียนอะไรใหม่ๆ ที่นี่มาเกือบครึ่งปี เพราะงานยุ่ง แล้วก็ยังเสพติด twitter และ facebook งอมแงมอีกต่างหาก วันนี้มีเวลาว่าง (จริงๆ ก็ไม่ว่างหรอก แต่ขี้เกียจทำงานที่ควรจะทำ) เลยเอา Go Programming Language ที่พัฒนาโดย Google มาลองเล่นดู เนื่องจากผมใช้ Mac OS X ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มที่สนับสนุนอยู่แล้ว ก็เลยติดตั้งไม่ยาก แค่มี XCode อยู่ แล้วลง mercurial เพิ่ม ก็สามารถโหลดซอร์สโค้ดคอมไพเลอร์ของ Go มาคอมไพล์เองได้เลย ใช้เวลาคอมไพล์ตัวคอมไพเลอร์สั้นมาก แป๊บเดียวเสร็จ ประทับใจพอสมควร

จากนั้นก็เลยลองเขียนโปรแกรมแบบมั่วๆ (เพราะยังงงกับ syntax อยู่) เพื่อแก้ปัญหา N-Queens แบบง่ายๆ (ใช้ backtracking search ด้วย recursive ดื้อๆ เอานี่แหละ) โดยใช้ Go:

package main
 
import "fmt"
 
var N int = 10
 
func nqueens(board []int, filled int) int {
	var attack bool = false;
	if filled == N-1 {
		for i:=0; i<N; i++ {
			fmt.Printf("%d\t", board[i])
		}
		fmt.Printf("\n");
		return 1
	}
	filled += 1;
	for i:=0; i<N; i++ {
		board[filled] = i;
		attack = false;
		for j:=0; j<filled; j++ {
			dy := board[j]-board[filled];
			dx := j - filled;
			if (board[j] == board[filled]) || 
			(dy/dx == 1 || dy/dx == -1) && (dy%dx == 0) {
				attack = true;
				break
			}
		}		
		if !attack {
			nqueens(board, filled)
		}	
	}
	return 0
}
 
func main() {
	var board []int = make([]int, N);
	nqueens(board, -1);
}

ด้วยความอยากรู้ ก็เลยลองเอาโปรแกรมนี้เอามาแปลงเป็นภาษา C แบบตรงๆ บรรทัดต่อบรรทัด

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
 
const int N=10;
 
int nqueens(int *board, int filled) {
	int i,j,attack,dy,dx;
	if (filled == N-1) {
		for(i=0; i<N; i++)
			printf("%d\t", board[i]);
		printf("\n");
		return 1;
	}
	filled++;
	for(i=0; i<N; i++) {
		board[filled] = i;
		attack = 0;
		for(j=0; j<filled; j++) {
			dy = board[j]-board[filled];
			dx = j - filled;
			if ((board[j] == board[filled]) ||
			((dy/dx == 1 || dy/dx == -1) && (dy%dx == 0))){
				attack = 1;
				break;
			}
		}
		if (!attack)
			nqueens(board, filled);
	}
	return 0;
}
 
main() {
	int *board = (int *)malloc(sizeof(int)*N);
	nqueens(board, -1);
}

เสร็จแล้วก็ลองเขียน Python อีกโปรแกรมหนึ่ง

def nqueens(board, filled):
	global N
	if filled == N-1:
		for i in board:
			print "%d\t" % board[i],
		print
		return True
	filled+=1
	for i in xrange(0, N):
		board[filled] = i
		attack = False
		for j in xrange(0, filled):
			dy = board[j]-board[filled]
			dx = j - filled
			if board[j] == board[filled] or ((dy/dx == 1 or dy/dx == -1) and dy%dx==0):
				attack = True
				break
		if not attack:
			nqueens(board, filled)
	return 0
N=10
board = [0]*N
nqueens(board, -1)

ทดลองรัน (ด้วย N=10) แล้วจับเวลาง่ายๆ ด้วย time ก็จะได้ผลเป็น

Go C Python
real 0m0.165s 0m0.041s 0m1.048s
user 0m0.116s 0m0.029s 0m1.028s
sys 0m0.040s 0m0.002s 0m0.015s

ประสิทธิภาพแบบคร่าวๆ ก็ถือว่าใช้ได้ทีเดียว ไม่ได้แย่กว่า C นัก แต่ไม่รู้ว่าผมชินกับภาษา C มากเกินไปหรือเปล่า ทำให้ผมรู้สึกแปลกๆ งงๆ กับ syntax ของ Go มันดูไม่ค่อยสวยงามยังไงไม่รู้ บอกไม่ถูก เหมือนแค่เอา C มาตัดบางส่วนออก เพราะกลัวจะพิมพ์เยอะเกินไป มันเลยดูขัดๆ อีกอย่าง Go ก็ไม่ได้เขียนสั้นๆ ง่ายๆ ได้เหมือน Python ผมว่าโครงสร้าง syntax ของ C กับ Python สวยงามกว่าเยอะ แต่ผมก็ยังไม่ลอง concurrent programming ที่เป็นจุดขายของ Go เหมือนกัน เอาไว้หนีงานมาลองใหม่คราวหน้าละกัน

qsort@stdlib

Tuesday, June 5th, 2007

ในไลบรารีมาตรฐานของภาษาซี มีฟังก์ชันสำหรับจัดการข้อมูลที่สำคัญอยู่ 2 ฟังก์ชัน คือ bsearch สำหรับการค้นหาข้อมูลแบบ binary search และ qsort สำหรับเรียงลำดับข้อมูลโดยใช้อัลกอริทึม quick sort โดยปกตินักศึกษาส่วนใหญ่มักจะไม่ใช้ เพราะมันดูเหมือนจะยุ่งยากซับซ้อน โดยเฉพาะเรื่องเกี่ยวกับ pointer วันนี้ต้องเขียนโปรแกรมเพื่อเรียงลำดับสายอักขระ เลยเอามาเขียนอธิบายวิธีการใช้ไว้หน่อย เผื่อจะเป็นประโยชน์ต่อตัวเอง และคนที่ผ่านมาเห็น

void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size, int(*compar)(const void *, const void *))

จาก function prototype จะเห็นว่าฟังก์ชันนี้ต้องการ argument 4 ตัว คือ

  1. base เป็น pointer ที่ชี้ไปยังอะเรย์ที่ใช้เก็บข้อมูลทั้งหมด
  2. nmemb ใช้ระบุจำนวนสมาชิกของอะเรย์ที่ต้องการเรียงลำดับ
  3. size กำหนดขนาดของข้อมูลแต่ละชุด ซึ่งจำเป็นต้องใช้เวลาย้ายข้อมูลสลับตำแหน่งกัน
  4. compar เป็น pointer ที่ชี้ไปยังฟังก์ชัน เพื่อเปรียบเทียบสมาชิกแต่ละตัวในอะเรย์ ฟังก์ชันนี้ควรจะให้ค่าน้อยกว่าศูนย์ เท่ากับศูนย์ และมากกว่าศูนย์ เช่นเดียวกับฟังก์ชัน strcmp

ตัวอย่าง ผมต้องการเรียงลำดับสตริง ซึ่งในภาษาซีจะใช้ char * ดังนั้นผมจึงสร้างตัวแปรแบบ char ** เพื่อเป็นอะเรย์สำหรับเก็บ pointer ที่ชี้ไปยังสตริงแต่ละตัว ส่วน nmemb ก็คือจำนวนสมาชิกของอะเรย์ กับ size ก็คือ sizeof(char) หาได้ไม่ยาก ปัญหาหลักอยู่ที่ฟังก์ชันสำหรับเปรียบเทียบข้อมูล ซึ่งจะเห็นว่าเรามีฟังก์ชัน strcmp สำหรับเปรียบเทียบสตริงอยู่แล้ว เพียงแต่ prototype อาจจะไม่เหมือนกัน เลยต้องทำฟังก์ชันขึ้นมาห่อไว้หน่อย

int compare(const void *a, const void *b) {
    const char **pa = (const char **)(a);
    const char **pb = (const char **)(b);
    return strcmp((*pa), (*pb));
}

อ้อ เวลาฟังก์ชัน qsort เรียก compar มาทำงาน จะเรียกโดยส่ง pointer ที่ชี้ไปยังสมาชิก 2 ตัวในอะเรย์ไปให้ ฉะนั้นจึงต้องมา cast ให้เป็น char ** ก่อน แล้วถึงจะไปเรียกใช้ strcmp ได้ ส่วนการเรียกฟังก์ชัน qsort ก็แค่

qsort(a, n, sizeof(char *), compare);

สุดท้ายที่อยากฝากไว้ก็คือ “don’t reinvent the wheel” เราควรจะใช้สิ่งที่มีอยู่แล้วให้เป็นประโยชน์ให้มากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟังก์ชันมาตรฐานต่างๆ เพราะฟังก์ชันเหล่านี้ได้รับการพัฒนามายาวนาน ผ่านร้อนผ่านหนาวมาเยอะ น่าจะทำงานได้ดีกว่าการเขียนฟังก์ชันขึ้นมาใช้งานเอง แต่ทั้งนี้ไม่ได้บอกว่าไม่ควรทำเองนะ เพียงแต่พยายามปรับใช้สิ่งต่างๆ ที่มีอยู่ให้ดี เพื่อจะได้มีเวลาไปทำให้สิ่งใหม่ๆ

อ้างอิง: man qsort