Algorithms - Bubble Sort (버블정렬)

서로 인접한 두 원소를 검사하여 정렬하는 알고리즘입니다. 인접한 2개의 레코드를 비교하여 크기가 순서대로 되어 있지 않으면 서로 교환하는 방식입니다~ 선택 정렬과 기본 개념이 유사하죠!!!

버블 정렬(bubble sort) 알고리즘의 구체적인 개념

• 버블 정렬은 첫 번째 자료와 두 번째 자료를, 두 번째 자료와 세 번째 자료를, 세 번째와 네 번째를, … 이런 식으로 (마지막-1)번째 자료와 마지막 자료를 비교하여 교환하면서 자료를 정렬한다.
• 1회전을 수행하고 나면 가장 큰 자료가 맨 뒤로 이동하므로 2회전에서는 맨 끝에 있는 자료는 정렬에서 제외되고, 2회전을 수행하고 나면 끝에서 두 번째 자료까지는 정렬에서 제외된다. 이렇게 정렬을 1회전 수행할 때마다 정렬에서 제외되는 데이터가 하나씩 늘어난다.

그림설명

• 1회전
  
  • 첫 번째 자료 7을 두 번째 자료 4와 비교하여 교환하고, 
  • 두 번째의 7과 세 번째의 5를 비교하여 교환하고, 
  • 세 번째의 7과 네 번째의 1을 비교하여 교환하고, 
  • 네 번째의 7과 다섯 번째의 3을 비교하여 교환한다. 
  • 이 과정에서 자료를 네 번 비교한다. 그리고 가장 큰 자료가 맨 끝으로 이동하므로 다음 회전에서는 맨 끝에 있는 자료는 비교할 필요가 없다.
• 2회전
  
  • 첫 번째의 4을 두 번째 5와 비교하여 교환하지 않고, 
  • 두 번째의 5와 세 번째의 1을 비교하여 교환하고, 
  • 세 번째의 5와 네 번째의 3을 비교하여 교환한다. 
  • 이 과정에서 자료를 세 번 비교한다. 비교한 자료 중 가장 큰 자료가 끝에서 두 번째에 놓인다.
• 3회전
  
  • 첫 번째의 4를 두 번째 1과 비교하여 교환하고, 
  • 두 번째의 4와 세 번째의 3을 비교하여 교환한다. 
  • 이 과정에서 자료를 두 번 비교한다. 
  • 비교한 자료 중 가장 큰 자료가 끝에서 세 번째에 놓인다.
• 4회전
  
  • 첫 번째의 1과 두 번째의 3을 비교하여 교환하지 않는다.

코드

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    int temp[]={4,26,1,7,9,6,2};
    int temp1;
    for(int i=sizeof(temp)/sizeof(int)-1;i>0;i--){
        for(int j=0;j<i;j++){
            if(temp[j]>temp[j+1]){
                temp1 = temp[j];
                temp[j] = temp[j+1];
                temp[j+1] = temp1;
            }
        }
        
    }

    for(int i=0;i<sizeof(temp)/sizeof(int);i++){
        cout<<temp[i]<<", ";
    }
}

 

버블 정렬(bubble sort) 알고리즘의 특징

• 장점
  
  • 구현이 매우 간단하다.
•  단점
  
  • 순서에 맞지 않은 요소를 인접한 요소와 교환한다.
  • 하나의 요소가 가장 왼쪽에서 가장 오른쪽으로 이동하기 위해서는 배열에서 모든 다른 요소들과 교환되어야 한다.
  • 특히 특정 요소가 최종 정렬 위치에 이미 있는 경우라도 교환되는 일이 일어난다.
•  일반적으로 자료의 교환 작업(SWAP)이 자료의 이동 작업(MOVE)보다 더 복잡하기 때문에 버블 정렬은 단순성에도 불구하고 거의 쓰이지 않는다.

버블 정렬(bubble sort)의 시간복잡도

• 비교 횟수
  
  • 최상, 평균, 최악 모두 일정
  • n-1, n-2, … , 2, 1 번 = n(n-1)/2
•  교환 횟수
  
  • 입력 자료가 역순으로 정렬되어 있는 최악의 경우, 한 번 교환하기 위하여 3번의 이동(SWAP 함수의 작업)이 필요하므로 (비교 횟수 * 3) 번 = 3n(n-1)/2
  • 입력 자료가 이미 정렬되어 있는 최상의 경우, 자료의 이동이 발생하지 않는다.
•  T(n) = O(n^2)

• 단순(구현 간단)하지만 비효율적인 방법
  
  • 삽입 정렬, 선택 정렬, 버블 정렬
•  복잡하지만 효율적인 방법
  
  • 퀵 정렬, 힙 정렬, 합병 정렬, 기수 정렬

출처: https://gmlwjd9405.github.io/2018/05/06/algorithm-bubble-sort.html