Kode Praktis Implementasi Bubble Sort di Berbagai Bahasa

Kode Praktis Implementasi Bubble Sort di Berbagai Bahasa

Bubble Sort, atau kadang disebut juga Sinking Sort, adalah algoritma pengurutan (sorting algorithm) yang paling sederhana. Kesederhanaannya ini membuatnya ideal untuk dipelajari sebagai pengantar algoritma pengurutan, meskipun efisiensinya jauh di bawah algoritma lain seperti Merge Sort atau Quick Sort untuk dataset yang besar. Prinsip kerjanya sangat intuitif: membandingkan pasangan elemen yang berdekatan dan menukar posisinya jika urutannya tidak sesuai. Proses ini diulang-ulang hingga seluruh data terurut. Karena kemudahannya, implementasi Bubble Sort sangat mudah dipahami dan diimplementasikan di berbagai bahasa pemrograman.

Memahami Algoritma Bubble Sort

Bayangkan kita memiliki deretan bola dengan ukuran yang berbeda. Tujuan kita adalah menyusun bola-bola tersebut dari yang terkecil hingga terbesar. Bubble Sort melakukannya dengan cara membandingkan dua bola yang berdekatan. Jika bola di sebelah kiri lebih besar dari bola di sebelah kanan, kita tukar posisinya. Proses ini diulangi dari awal hingga akhir deretan bola. Setelah satu iterasi, bola terbesar pasti berada di posisi paling akhir (seperti gelembung yang naik ke permukaan, itulah mengapa disebut Bubble Sort). Proses ini diulangi kembali, tetapi kali ini tidak perlu memeriksa bola yang sudah berada di posisi terakhir karena sudah pasti yang terbesar. Begitu seterusnya hingga semua bola terurut.

Algoritma Bubble Sort secara garis besar terdiri dari dua loop bersarang (nested loops). Loop luar mengontrol berapa kali kita mengulangi proses pembandingan dan penukaran, sedangkan loop dalam melakukan pembandingan dan penukaran antar elemen yang berdekatan.

Implementasi Bubble Sort dalam Python

Python dikenal dengan sintaksnya yang bersih dan mudah dibaca. Berikut adalah implementasi Bubble Sort dalam Python:

def bubble_sort(data):
    n = len(data)
    for i in range(n-1):
        for j in range(n-i-1):
            if data[j] > data[j+1]:
                data[j], data[j+1] = data[j+1], data[j]  # Tukar posisi
    return data

# Contoh penggunaan
data = [5, 1, 4, 2, 8]
data_terurut = bubble_sort(data)
print("Data terurut:", data_terurut)

Dalam kode Python di atas, n adalah panjang array data. Loop luar berjalan n-1 kali karena setelah n-1 iterasi, elemen pertama pasti sudah berada di posisi yang benar. Loop dalam berjalan hingga n-i-1 karena setiap iterasi loop luar, satu elemen (yang terbesar pada iterasi tersebut) sudah ditempatkan di posisi yang benar. Operator data[j], data[j+1] = data[j+1], data[j] adalah cara Python yang elegan untuk menukar nilai dua variabel tanpa membutuhkan variabel sementara.

Implementasi Bubble Sort dalam Java

Java, sebagai bahasa berorientasi objek yang populer, juga mudah digunakan untuk mengimplementasikan Bubble Sort. Berikut adalah contohnya:

public class BubbleSort {
    public static void bubbleSort(int[] data) {
        int n = data.length;
        for (int i = 0; i < n-1; i++) {
            for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {
                if (data[j] > data[j+1]) {
                    // Tukar posisi
                    int temp = data[j];
                    data[j] = data[j+1];
                    data[j+1] = temp;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] data = {5, 1, 4, 2, 8};
        bubbleSort(data);
        System.out.print("Data terurut: ");
        for (int i=0; i<data.length; ++i)
            System.out.print(data[i] + " ");
    }
}

Kode Java di atas memiliki struktur yang mirip dengan kode Python. Perbedaan utamanya adalah penggunaan variabel temp untuk menyimpan nilai sementara saat melakukan penukaran, karena Java tidak memiliki fitur langsung untuk menukar nilai seperti Python.

Implementasi Bubble Sort dalam JavaScript

JavaScript, bahasa utama untuk pengembangan web, juga mendukung implementasi Bubble Sort dengan mudah:

function bubbleSort(data) {
  let n = data.length;
  for (let i = 0; i < n-1; i++) {
    for (let j = 0; j < n-i-1; j++) {
      if (data[j] > data[j+1]) {
        // Tukar posisi
        let temp = data[j];
        data[j] = data[j+1];
        data[j+1] = temp;
      }
    }
  }
  return data;
}

// Contoh penggunaan
let data = [5, 1, 4, 2, 8];
let dataTerurut = bubbleSort(data);
console.log("Data terurut:", dataTerurut);

Kode JavaScript di atas juga menggunakan variabel temp untuk menukar nilai, sama seperti Java. Sintaks JavaScript sangat mirip dengan Java, sehingga mudah dipahami bagi pengembang yang terbiasa dengan salah satu bahasa tersebut.

Optimasi Bubble Sort: Menambahkan Flag swapped

Salah satu optimasi sederhana yang bisa dilakukan pada Bubble Sort adalah dengan menambahkan flag swapped. Flag ini akan mencatat apakah terjadi penukaran (swap) selama iterasi loop dalam. Jika tidak ada penukaran sama sekali, itu berarti data sudah terurut dan kita bisa langsung menghentikan algoritma. Optimasi ini dapat meningkatkan efisiensi algoritma jika data sudah hampir terurut.

Berikut contoh implementasi optimasi Bubble Sort di Python:

def bubble_sort_optimized(data):
    n = len(data)
    for i in range(n-1):
        swapped = False
        for j in range(n-i-1):
            if data[j] > data[j+1]:
                data[j], data[j+1] = data[j+1], data[j]
                swapped = True
        if not swapped:
            break  # Data sudah terurut
    return data

Penambahan swapped flag memungkinkan algoritma untuk berhenti lebih awal jika data sudah terurut, sehingga menghindari iterasi yang tidak perlu.

Kapan Menggunakan Bubble Sort?

Meskipun sederhana, Bubble Sort jarang digunakan dalam aplikasi praktis untuk dataset yang besar karena kompleksitas waktu rata-rata dan terburuknya adalah O(n^2). Ini berarti waktu eksekusi algoritma meningkat secara kuadratik seiring dengan bertambahnya ukuran data. Algoritma lain seperti Merge Sort (O(n log n)) atau Quick Sort (rata-rata O(n log n)) jauh lebih efisien untuk dataset yang besar.

Namun, Bubble Sort masih relevan dalam beberapa situasi:

• Untuk dataset kecil: Jika data yang akan diurutkan hanya terdiri dari beberapa elemen (misalnya, kurang dari 10 elemen), perbedaan kinerja antara Bubble Sort dan algoritma yang lebih kompleks mungkin tidak signifikan.
• Sebagai alat pembelajaran: Bubble Sort sangat ideal untuk mempelajari konsep dasar algoritma pengurutan. Kesederhanaannya membuatnya mudah dipahami dan diimplementasikan.
• Sebagai bagian dari algoritma yang lebih kompleks: Bubble Sort kadang-kadang digunakan sebagai bagian dari algoritma pengurutan yang lebih kompleks, seperti Timsort, yang digunakan secara default dalam Python.
• Ketika kemudahan implementasi lebih penting daripada kinerja: Dalam beberapa kasus, mungkin lebih penting untuk memiliki algoritma yang mudah diimplementasikan dan dipahami daripada algoritma yang paling efisien, terutama jika kinerja bukanlah prioritas utama.

Kesimpulan

Bubble Sort adalah algoritma pengurutan yang sederhana dan mudah dipahami, menjadikannya alat yang baik untuk mempelajari konsep dasar algoritma pengurutan. Meskipun efisiensinya kurang dibandingkan algoritma lain untuk dataset yang besar, Bubble Sort tetap relevan dalam situasi tertentu, seperti untuk dataset kecil atau sebagai bagian dari algoritma yang lebih kompleks. Memahami Bubble Sort adalah langkah awal yang penting untuk memahami algoritma pengurutan yang lebih canggih. Apakah kamu siap untuk menjelajahi algoritma pengurutan lainnya dan membandingkan efisiensi mereka?