[알고리즘] 버블 정렬(Bubble Sort)

버블 정렬

• 서로 인접한 두 원소의 대소를 비교하고, 조건에 맞지 않다면 자리를 교환하며 정렬하는 알고리즘
• 인접한 두 개의 레코드 키 값을 비교하여 서로 교환하며 정렬하는 방식
• 평균과 최악 모두 수행 시간 복잡도는 O(n2)

Process (Ascending)

1. 1회전에 첫 번째 원소와 두 번째 원소를, 두 번째 원소와 세 번째 원소를, 세 번째 원소와 네 번째 원소를 이런 식으로 (마지막-1)번째 원소와 마지막 원소를 비교하여 조건에 맞지 않는다면 서로 교환
2. 1회전을 수행하고 나면 가장 큰 원소가 맨 뒤로 이동하므로 2회전에서는 맨 끝에 있는 원소는 정렬에서 제외되고, 2회전을 수행하고 나면 끝에서 두 번째 원소까지는 정렬에서 제외됨
3. 이렇게 정렬을 1회전 수행할 때마다 정렬에서 제외되는 데이터가 하나씩 늘어남

void bubbleSort(int[] arr) {
    int temp = 0;
	for(int i = 0; i < arr.length; i++) {       // 1.
		for(int j= 1 ; j < arr.length-i; j++) { // 2.
			if(arr[j-1] > arr[j]) {             // 3.
                // swap(arr[j-1], arr[j])
				temp = arr[j-1];
				arr[j-1] = arr[j];
				arr[j] = temp;
			}
		}
	}
	System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

시간복잡도

• 시간복잡도를 계산하면, (n-1) + (n-2) + (n-3) + .... + 2 + 1 => n(n-1)/2이므로, O(n^2)
• 또한, Bubble Sort는 정렬이 돼있던 안되어있던, 2개의 원소를 비교하기 때문에 최선, 평균, 최악의 경우 모두 시간복잡도가 O(n^2)

 

공간복잡도

주어진 배열 안에서 교환(swap)을 통해, 정렬이 수행되므로 O(n)

장점

• 구현이 매우 간단하고, 소스코드가 직관적
• 정렬하고자 하는 배열 안에서 교환하는 방식이므로, 다른 메모리 공간을 필요로 하지 않음 => 제자리 정렬(in-place sorting)
• 안정 정렬(Stable Sort)

단점

• 시간복잡도가 최악, 최선, 평균 모두 O(n^2)으로, 굉장히 비효율적
• 정렬 돼있지 않은 원소가 정렬 됐을때의 자리로 가기 위해서, 교환 연산(swap)이 많이 일어나게 됨