Menguasai Selection Sort Langkah Demi Langkah + Tips

Selection sort mungkin bukanlah algoritma pengurutan yang paling cepat atau efisien, tetapi pemahamannya adalah fondasi penting dalam mempelajari algoritma yang lebih kompleks. Sederhana dan mudah dipahami, selection sort memberikan gambaran jelas tentang bagaimana data dapat diurutkan dengan perbandingan dan pertukaran elemen. Kelebihannya terletak pada kemampuannya melakukan pengurutan “in-place”, yang berarti tidak memerlukan ruang memori tambahan yang signifikan. Meskipun tidak ideal untuk dataset besar, selection sort tetap berguna dalam situasi di mana kesederhanaan lebih diutamakan daripada kecepatan. Dalam artikel ini, kita akan mempelajari selection sort langkah demi langkah, dilengkapi dengan tips untuk memahaminya secara mendalam dan mengaplikasikannya dengan efektif.

Cara Kerja Selection Sort: Konsep Dasar

Selection sort bekerja dengan berulang kali mencari elemen terkecil (atau terbesar, tergantung pada urutan yang diinginkan) dari bagian array yang belum diurutkan, lalu menukarnya dengan elemen pertama dari bagian array tersebut. Proses ini terus berlanjut sampai seluruh array terurut. Visualisasikan sebuah tumpukan kartu remi yang belum terurut. Kita akan menyortirnya dari kartu terkecil hingga terbesar.

Cari Minimum: Cari kartu terkecil di seluruh tumpukan.
Tukar: Tukar kartu terkecil tersebut dengan kartu yang berada di posisi pertama.
Ulangi: Sekarang, anggap kartu pertama sudah terurut. Cari kartu terkecil dari sisa tumpukan (mulai dari posisi kedua) dan tukar dengan kartu di posisi kedua.
Lanjutkan: Terus ulangi proses ini hingga kartu terakhir (posisi ke-n-1) ditempati oleh kartu yang terkecil dari sisa tumpukan yang hanya terdiri dari satu kartu (posisi ke-n).

Dengan kata lain, setiap iterasi algoritma akan menempatkan satu elemen di posisi yang benar. Setelah n iterasi, seluruh array akan terurut.

Implementasi Selection Sort: Contoh Kode dan Penjelasan

Berikut adalah implementasi selection sort dalam bahasa Python:

def selection_sort(arr):
  n = len(arr)
  for i in range(n):
    # Temukan index elemen minimum di sisa array yang belum terurut
    min_idx = i
    for j in range(i+1, n):
      if arr[j] < arr[min_idx]:
        min_idx = j

    # Tukar elemen minimum yang ditemukan dengan elemen pertama dari
    # array yang belum terurut
    arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]
  return arr

# Contoh penggunaan
angka = [64, 25, 12, 22, 11]
print("Array sebelum diurutkan:", angka)
angka_terurut = selection_sort(angka)
print("Array setelah diurutkan:", angka_terurut)

Penjelasan Kode:

selection_sort(arr): Fungsi ini menerima sebuah array arr sebagai input.
n = len(arr): Menentukan panjang array.
for i in range(n): Looping utama yang melakukan iterasi sebanyak n kali (panjang array). Setiap iterasi menempatkan satu elemen di posisi yang benar.
min_idx = i: Asumsikan elemen pada index i adalah elemen minimum pada awalnya.
for j in range(i+1, n): Looping dalam untuk mencari elemen minimum yang sebenarnya dari sisa array yang belum terurut (mulai dari index i+1).
if arr[j] < arr[min_idx]: Membandingkan elemen pada index j dengan elemen pada index min_idx. Jika elemen pada index j lebih kecil, maka min_idx diupdate menjadi j.
arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]: Setelah looping dalam selesai, min_idx akan berisi index elemen minimum di sisa array. Kemudian, elemen pada index i ditukar dengan elemen pada index min_idx.
return arr: Fungsi mengembalikan array yang sudah terurut.

Kompleksitas Waktu dan Ruang

Selection sort memiliki kompleksitas waktu O(n²) di semua kasus: terbaik, rata-rata, dan terburuk. Ini karena algoritma ini selalu perlu membandingkan setiap elemen dalam array untuk mencari elemen minimum. Hal ini membuatnya kurang efisien dibandingkan algoritma pengurutan lainnya seperti merge sort atau quicksort untuk dataset yang besar.

Kompleksitas ruang selection sort adalah O(1), yang berarti algoritma ini membutuhkan ruang memori tambahan yang konstan, tidak bergantung pada ukuran input. Ini karena selection sort melakukan pengurutan “in-place” tanpa memerlukan array tambahan untuk menyimpan data sementara.

Kelebihan dan Kekurangan Selection Sort

Kelebihan:

Sederhana dan Mudah Dipahami: Algoritmanya relatif mudah dipahami dan diimplementasikan.
In-Place Sorting: Tidak memerlukan ruang memori tambahan yang signifikan.
Stabil dalam Jumlah Penulisan: Selection sort melakukan jumlah pertukaran yang minimal, yang bisa bermanfaat jika operasi pertukaran mahal (misalnya, menulis ke memori flash).

Kekurangan:

Tidak Efisien untuk Dataset Besar: Kompleksitas waktu O(n²) membuatnya kurang efisien dibandingkan algoritma pengurutan lainnya untuk dataset yang besar.
Tidak Adaptif: Performa tidak membaik jika input sudah sebagian terurut.

Tips untuk Memahami dan Menguasai Selection Sort

Visualisasi: Gunakan visualisasi online atau gambar untuk memahami bagaimana selection sort bekerja langkah demi langkah. Banyak situs web menyediakan animasi interaktif yang sangat membantu.
Implementasi Sendiri: Cobalah mengimplementasikan selection sort sendiri dalam bahasa pemrograman yang Anda kuasai. Ini akan membantu Anda memahami detail implementasinya.
Debugging: Gunakan debugger untuk menelusuri kode selection sort dan melihat bagaimana variabel berubah selama eksekusi.
Analisis Kasus Uji: Buat berbagai kasus uji, termasuk array yang sudah terurut, array yang terurut terbalik, dan array dengan elemen duplikat, untuk memastikan implementasi Anda berfungsi dengan benar.
Bandingkan dengan Algoritma Lain: Bandingkan selection sort dengan algoritma pengurutan lainnya seperti bubble sort, insertion sort, merge sort, dan quicksort. Ini akan membantu Anda memahami kelebihan dan kekurangan selection sort relatif terhadap algoritma lainnya.
Latihan: Latih memecahkan masalah pengurutan menggunakan selection sort. Ini akan membantu Anda memperkuat pemahaman Anda dan mengembangkan keterampilan problem-solving.

Kapan Menggunakan Selection Sort?

Meskipun selection sort umumnya tidak direkomendasikan untuk dataset besar, ada beberapa situasi di mana selection sort mungkin menjadi pilihan yang masuk akal:

Dataset Kecil: Untuk dataset kecil (misalnya, kurang dari 100 elemen), overhead algoritma yang lebih kompleks mungkin tidak sepadan dengan keuntungannya.
Operasi Pertukaran Mahal: Jika operasi pertukaran mahal, selection sort mungkin lebih efisien daripada algoritma lain yang melakukan lebih banyak pertukaran.
Kesederhanaan Penting: Jika kesederhanaan dan kemudahan implementasi lebih penting daripada kecepatan, selection sort bisa menjadi pilihan yang baik.
Sebagai Langkah Awal: Memahami selection sort adalah langkah awal yang baik dalam mempelajari algoritma pengurutan yang lebih kompleks.

Selection sort adalah algoritma pengurutan yang sederhana dan mudah dipahami. Meskipun tidak seefisien algoritma pengurutan yang lebih canggih untuk dataset besar, selection sort tetap berguna dalam situasi tertentu. Dengan memahami prinsip dasar, implementasi, dan kelebihan kekurangannya, Anda dapat menentukan kapan selection sort merupakan pilihan yang tepat untuk masalah pengurutan Anda. Menguasai selection sort bukan hanya tentang menghafal kode, tetapi juga tentang memahami konsep dasar algoritma dan bagaimana ia bekerja. Pemahaman ini akan membantu Anda dalam mempelajari algoritma yang lebih kompleks dan mengembangkan keterampilan problem-solving yang penting dalam pemrograman. Jadi, teruslah berlatih dan bereksperimen dengan selection sort, dan Anda akan segera menguasainya.

Menguasai Selection Sort Langkah Demi Langkah + Tips