[문법] 버블 정렬(Bubblesort) 개념 및 구현(Python)

버블 정렬이란?

서로 인접한 두 원소를 검사하여 정렬하는 알고리즘
- 인접한 2개의 레코드를 비교하여 크기가 순서대로 되어 있지 않으면 서로 교환한다.

- 선택 정렬과 기본 개념이 유사하다.

• 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.

 

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.

 

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)

 

구현 (Python)

def bubblesort(lst):
    # 최댓값을 구하는 알고리즘을 len(lst) - 1 만큼 반복한다.
    iters = len(lst) - 1
    for iter in range(iters):
        # 이미 구한 최댓값은 범위에서 제외한다.
        wall = iters - iter
        for cur in range(wall):
            if lst[cur] > lst[cur + 1]:
                lst[cur], lst[cur + 1] = lst[cur + 1], lst[cur]
    return lst