자료구조: 버블 정렬

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</p> # 자료구조: 버블 정렬 

소개

버블 정렬은 가장 기본적인 정렬 알고리즘 중 하나로, 인접한 두 원소를 비교하면서 정렬하는 방법입니다. 버블 정렬은 단순하지만 성능이 좋지 않아 실제로 사용되는 경우는 드뭅니다. 이 알고리즘은 원소의 개수가 적을 때는 효율적이지만, 원소의 개수가 많아질수록  비효율적이며 다른 알고리즘들과 비교하여 성능이 떨어집니다.
이번 글에서는 버블 정렬의 작동 방식과 시간 복잡도, 그리고 구현 방법 등을 알아보겠습니다.

버블 정렬 작동 방식

버블 정렬은 인접한 두 원소를 비교하면서 정렬하는 방식입니다. 리스트의 왼쪽 끝에서 시작하여 오른쪽 끝까지 순회하며, 인접한 두 원소를 비교하고 큰 값이 오른쪽으로 이동하도록 교환합니다. 이 과정을 리스트의 끝까지 반복하면서 정렬을 완성합니다.

버블 정렬은 다음과 같이 동작합니다.
1. 첫 번째 원소부터 인접한 두 원소를 비교합니다.
2. 만약 두 원소의 순서가 잘못되어 있다면 위치를 바꿉니다.
3. 다음 원소로 넘어가서 1, 2번 과정을 반복합니다.
4. 마지막 원소까지 1, 2번 과정을 반복한 후, 가장 큰 원소가 마지막에 위치하게 됩니다.      
5. 가장 큰 원소를 제외하고 1~4번 과정을 반복합니다.
6. 모든 원소가 정렬될 때까지 1~5번 과정을 반복합니다.

버블 정렬 시간 복잡도

버블 정렬의 최선, 평균, 최악의 시간 복잡도는 모두 O(n^2)입니다. 이는 비교와 교환을 모든 원소에 대해 반복하기 때문입니다. 따라서 리스트의 크기가 커질수록 성능이 떨어지며, 대부분의 경우 다른 정렬 알고리즘보다 느립니다.

버블 정렬 구현 방법

버블 정렬은 간단한 구현 방법으로 작성할 수 있습니다. 아래는 파이썬으로 구현한 버블 정렬 함수의 예시입니다.

def bubble_sort(arr):    
	n = len(arr)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n-i-1):
            if arr[j] > arr[j+1]:
            	arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
    return arr

버블 정렬의 장단점

장점

- 구현이 간단하고 이해하기 쉬움
- 정렬할 배열의 길이가 짧을 경우 다른 정렬 알고리즘보다 빠름

단점

- 시간 복잡도가 O(n^2)으로 느림
- 배열의 길이가 길어질수록 성능이 떨어짐

 

결론

버블 정렬은 가장 기본적인 정렬 알고리즘 중 하나이지만, 성능이 좋지 않아 실제로 사용되는 경우는 드뭅니다. 그러나 버블 정렬은 이해하기 쉽고 간단한 구현 방법을 가지고 있어, 알고리즘을 공부하는 초보자들에게는 유용한 학습 도구가 될 수 있습니다.