문제
정수를 요소로 갖는 배열을 입력받아 오름차순으로 정렬하여 리턴해야 합니다.
버블 정렬(bubble sort)은 여러 정렬 알고리즘(삽입 정렬, 퀵 정렬, 병합 정렬, 기수 정렬 등) 중 가장 기본적인 알고리즘입니다.
버블 정렬 알고리즘은 아래와 같습니다.
- 첫 번째 요소가 두 번째 요소보다 크면, 두 요소의 위치를 바꿉니다. (swap)
- 두 번째 요소와 세 번째 요소보다 크면, 두 요소의 위치를 바꿉니다. (swap)
- 1, 2를 마지막까지 반복합니다. (마지막에서 두 번째 요소와 마지막 요소를 비교)
- 1~3의 과정을 한 번 거치게 되면, 가장 큰 요소가 배열의 마지막으로 밀려납니다.
- 1~3의 과정을 첫 요소부터 다시 반복합니다.
- 5를 통해 두 번째로 큰 요소가 배열의 마지막 바로 두 번째로 밀려납니다.
- 1~3의 과정을 총 n번(배열의 크기) 반복합니다.
이 모습이 마치 '거품이 밀려 올라가는 것과 같은 모습'과 같아서 bubble sort라고 부릅니다.
주의사항
- 위에서 설명한 알고리즘을 구현해야 한다.
arr.sort사용은 금지된다.- 입력으로 주어진 배열은 중첩되지 않은 1차원 배열이다.
출력
number타입을 요소로 갖는 배열을 리턴- 배열의 요소는 오름차순으로 정렬
arr[i] <= arr[j](i<j)
입출력 예시
let output = bubbleSort([2, 1, 3]);
console.log(output); // --> [1, 2, 3]Advanced
- 위에서 설명된 알고리즘 1~3의 과정 중 어떤 요소도 위치가 바뀌지 않은 경우, 배열이 정렬된 상태라는 것을 알 수 있다.
- 위 힌트를 바탕으로(최선의 경우) 수행 시간을 단축할 수 있도록 코드를 수정해보세요
내 풀이
const bubbleSort = function (arr) {
for (let i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
// 몇번 비교를 할 것인가를 정하는 for문(i)
let count = 0;
for (let j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
// 교체하는 for문(j)
// 이미 비교한 횟수는 제외해야하니까, length - 1 - i 를 해줘야 한다.
// i에 따라서 반복 횟수가 정해진다. (i-1)만큼 반복되어야 한다.
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
[arr[j], arr[j + 1]] = [arr[j + 1], arr[j]];
count++;
}
}
if (count === 0) {
break;
}
}
return arr;
};
버블정렬의 작동 방식은 loop를 돌며 각 항목을 다음 항목(오른쪽에 있는 항목)과 비교하는 것이다. 첫번째 항목과 두번째 항목을 비교해서, 첫번째 항목이 더 크다면 swap을 한다.
5보다 3이 크니까 swap, 그다음 5와 4를 비교했을 때 5가 크니까 또 swap, 이렇게 계속 비교되며 제일 큰 값이 가장 오른쪽으로 이동하게 된다.
이 과정을 반복하며 값이 정렬되게 되는 구조이다.
여기서 포인트는 반복을 거듭함에 따라 우리가 정렬해야 하는 항목의 수가 감소한다는 점이다. 이미 가장 큰 값이 최상단(제일 우측)에 정렬되어 있으므로 하나씩 감소해서 비교하기 때문이다.
그렇다면 bubbleSort의 핵심인 swap 을 하는 방법은 무엇일까?
두가지 방법이 있다.
방법 1
function swap(arr, idx1, idx2) {
let temp = arr[idx1];
arr[idx1] = arr[idx2];
arr[idx2] = temp;
}방법 2
위 swap 함수 안에 있는 세줄의 코드를 자바스크립트의 구조분해할당(Destructuring assignment)을 이용하면 이렇게 한줄로 나타낼 수 있다.
const swap = (arr, idx1, idx2) => {
[arr[idx1], arr[idx2]] = [arr[idx2], arr[idx1]]이중 반복문을 사용했는데, i 라는 변수를 가진 loop로 배열의 0번 인덱스부터 맨 끝까지 반복하고 j 라는 변수를 가진 loop로는 첫번째 인덱스와 두번째 인덱스를 비교하고, arr[j] > arr[j+1] 일 경우 swap한다.
처음에는 어려웠지만 하나하나 차근차근 이해하려고 하다 보니 작동 방식이 이해가 갔다.
레퍼런스 풀이
const swap = function (idx1, idx2, arr) {
// 두 변수를 바꾸는 방법
// 1) 임시 변수를 활용한 방법
// let temp = arr[idx1];
// arr[idx1] = arr[idx2];
// arr[idx2] = temp;
// 2) Destructuring assignment를 활용한 방법
// arr이 reference type이라 가능
[arr[idx1], arr[idx2]] = [arr[idx2], arr[idx1]];
// 3) XOR 연산을 활용한 방법
// arr이 reference type이라 가능
// arr[idx1] ^= arr[idx2];
// arr[idx2] ^= arr[idx1];
// arr[idx1] ^= arr[idx2];
};
// naive solution
// let bubbleSort = function (arr) {
// let N = arr.length;
// for (let i = 0; i < N - 1; i++) {
// // 매 반복(iteration)마다 i번째로 큰 수가 마지막에서 i번째 위치하게 된다.
// // 이미 정렬된 요소는 고려할 필요가 없으므로, 'j < N - 1 - i'만 비교하면 된다.
// for (let j = 0; j < N - 1 - i; j++) {
// if (arr[j] > arr[j + 1]) {
// swap(j, j + 1, arr);
// }
// }
// }
// return arr;
// };
// optimized solution
let bubbleSort = function (arr) {
let N = arr.length;
for (let i = 0; i < N; i++) {
// swap 횟수를 기록한다.
// 어떤 요소도 swap되지 않은 경우, 배열은 정렬된 상태이다.
let swaps = 0;
// 매 반복(iteration)마다 i번째로 큰 수가 마지막에서 i번째 위치하게 된다.
// 이미 정렬된 요소는 고려할 필요가 없으므로, 'j < N - 1 - i'만 비교하면 된다.
for (let j = 0; j < N - 1 - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
swaps++;
swap(j, j + 1, arr);
}
}
if (swaps === 0) {
break;
}
}
return arr;
};
