Algoritma Sorting
Tujuan
Sorting adalah proses menyusun elemen – elemen dengan tata urut tertentu dan
proses tersebut terimplementasi dalam bermacam aplikasi. Kita ambil contoh pada
aplikasi perbankan. Aplikasi tersebut mampu menampilkan daftar account yang aktif.
Hampir seluruh pengguna pada sistem akan memilih tampilan daftar berurutan
secara ascending demi kenyamanan dalam penelusuran data.
Beberapa macam algoritma sorting telah dibuat karena proses tersebut sangat
mendasar dan sering digunakan. Oleh karena itu, pemahaman atas algoritma –
algoritma yang ada sangatlah berguna.
Setelah menyelesaikan pembahasan pada bagian ini, anda diharapkan mampu :
1. Memahami dan menjelaskan algoritma dari insertion sort, selection sort,
merge sort dan quick sort.
2. Membuat implementasi pribadi menggunakan algoritma yang ada
Insertion Sort
Salah satu algoritma sorting yang paling sederhana adalah insertion sort. Ide dari
algoritma ini dapat dianalogikan seperti mengurutkan kartu. Penjelasan berikut ini
menerangkan bagaimana algoritma insertion sort bekerja dalam pengurutan kartu.
Anggaplah anda ingin mengurutkan satu set kartu dari kartu yang bernilai paling
kecil hingga yang paling besar. Seluruh kartu diletakkan pada meja, sebutlah meja
ini sebagai meja pertama, disusun dari kiri ke kanan dan atas ke bawah. Kemudian
kita mempunyai meja yang lain, meja kedua, dimana kartu yang diurutkan akan
diletakkan. Ambil kartu pertama yang terletak pada pojok kiri atas meja pertama
dan letakkan pada meja kedua. Ambil kartu kedua dari meja pertama, bandingkan
dengan kartu yang berada pada meja kedua, kemudian letakkan pada urutan yang
sesuai setelah perbandingan. Proses tersebut akan berlangsung hingga seluruh kartu
pada meja pertama telah diletakkan berurutan pada meja kedua.
Algoritma insertion sort pada dasarnya memilah data yang akan diurutkan menjadi
dua bagian, yang belum diurutkan (meja pertama) dan yang sudah diurutkan (meja
kedua). Elemen pertama diambil dari bagian array yang belum diurutkan dan
kemudian diletakkan sesuai posisinya pada bagian lain dari array yang telah
diurutkan. Langkah ini dilakukan secara berulang hingga tidak ada lagi elemen yang
tersisa pada bagian array yang belum diurutkan.
Pengenalan Pemrograman 2 1
2.1Algoritma
void insertionSort(Object array[], int startIdx, int endIdx) {
for (int i = startIdx; i < endIdx; i++) {
int k = i;
for (int j = i + 1; j < endIdx; j++) {
if (((Comparable) array[k]).compareTo(array[j])>0) {
k = j;
}
}
swap(array[i],array[k]);
}
}
Selection Sort
Jika anda diminta untuk membuat algoritma sorting tersendiri, anda mungkin akan
menemukan sebuah algoritma yang mirip dengan selection sort. Layaknya insertion
sort, algoritma ini sangat rapat dan mudah untuk diimplementasikan.
Mari kita kembali menelusuri bagaimana algoritma ini berfungsi terhadap satu paket
kartu. Asumsikan bahwa kartu tersebut akan diurutkan secara ascending. Pada
awalnya, kartu tersebut akan disusun secara linier pada sebuah meja dari kiri ke
kanan, dan dari atas ke bawah. Pilih nilai kartu yang paling rendah, kemudian
tukarkan posisi kartu ini dengan kartu yang terletak pada pojok kiri atas meja. Lalu
cari kartu dengan nilai paling rendah diantara sisa kartu yang tersedia. Tukarkan
kartu yang baru saja terpilih dengan kartu pada posisi kedua. Ulangi langkah –
langkah tersebut hingga posisi kedua sebelum posisi terakhir dibandingkan dan
dapat digeser dengan kartu yang bernilai lebih rendah.
1Algoritma
void selectionSort(Object array[], int startIdx, int endIdx) {
int min;
for (int i = startIdx; i < endIdx; i++) {
min = i;
for (int j = i + 1; j < endIdx; j++) {
if (((Comparable)array[min]).compareTo(array[j])>0) {
min = j;
}
}
swap(array[min], array[i]);
}
}
Merge Sort
Sebelum mendalami algoritma merge sort, mari kita mengetahui garis besar dari
konsep divide and conquer karena merge sort mengadaptasi pola tersebut.
Pola Divide and Conquer
Beberapa algoritma mengimplementasikan konsep rekursi untuk menyelesaikan
permasalahan. Permasalahan utama kemudian dipecah menjadi sub-masalah,
kemudian solusi dari sub-masalah akan membimbing menuju solusi permasalahan
utama.
Pada setiap tingkatan rekursi, pola tersebut terdiri atas 3 langkah.
1. Divide
Memilah masalah menjadi sub masalah
2. Conquer
Selesaikan sub masalah tersebut secara rekursif. Jika sub-masalah tersebut
cukup ringkas dan sederhana, pendekatan penyelesaian secara langsung akan
lebih efektif
3. Kombinasi
Mengkombinasikan solusi dari sub-masalah, yang akan membimbing menuju
penyelesaian atas permasalahan utama
Memahami Merge Sort
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, Merge sort menggunakan pola divide and
conquer. Dengan hal ini deskripsi dari algoritma dirumuskan dalam 3 langkah
berpola divide-and-conquer. Berikut menjelaskan langkah kerja dari Merge sort.
1. Divide
Memilah elemen – elemen dari rangkaian data menjadi dua bagian.
2. Conquer
Conquer setiap bagian dengan memanggil prosedur merge sort secara
rekursif
3. Kombinasi
Mengkombinasikan dua bagian tersebut secara rekursif untuk mendapatkan
rangkaian data berurutan
Proses rekursi berhenti jika mencapai elemen dasar. Hal ini terjadi bilamana bagian
yang akan diurutkan menyisakan tepat satu elemen. Sisa pengurutan satu elemen
tersebut menandakan bahwa bagian tersebut telah terurut sesuai rangkaian.
Algoritma
void mergeSort(Object array[], int startIdx, int endIdx) {
if (array.length != 1) {
//Membagi rangkaian data, rightArr dan leftArr
mergeSort(leftArr, startIdx, midIdx);
mergeSort(rightArr, midIdx+1, endIdx);
combine(leftArr, rightArr);
}
}
Quicksort
Quicksort ditemukan oleh C.A.R Hoare. Seperti pada merge sort, algoritma ini juga
berdasar pada pola divide-and-conquer. Berbeda dengan merge sort, algoritma ini
hanya mengikuti langkah – langkah sebagai berikut :
1. Divide
Memilah rangkaian data menjadi dua sub-rangkaian A[p…q-1] dan A[q+1…r]
dimana setiap elemen A[p…q-1] adalah kurang dari atau sama dengan A[q]
dan setiap elemen pada A[q+1…r] adalah lebih besar atau sama dengan
elemen pada A[q]. A[q] disebut sebagai elemen pivot. Perhitungan pada
elemen q merupakan salah satu bagian dari prosedur pemisahan.
2. Conquer
Mengurutkan elemen pada sub-rangkaian secara rekursif
Pada algoritma quicksort, langkah ”kombinasi” tidak di lakukan karena telah terjadi
pengurutan elemen – elemen pada sub-array
Algoritma
void quickSort(Object array[], int leftIdx, int rightIdx) {
int pivotIdx;
/* Kondisi Terminasi */
if (rightIdx > leftIdx) {
pivotIdx = partition(array, leftIdx, rightIdx);
quickSort(array, leftIdx, pivotIdx-1);
quickSort(array, pivotIdx+1, rightIdx);
}
}
Latihan
1Insertion Sort
Impelementasikan algoritma insertion sort dalam Java untuk mengurutkan
serangkaian data integer. Lakukan percobaan terhadap hasil implementasi anda
terhadap rangkaian data integer yang dimasukkan oleh pengguna melalui command
line.
Selection Sort
Impelementasikan algoritma selection sort dalam Java untuk mengurutkan
serangkaian data integer. Lakukan percobaan terhadap hasil implementasi anda
terhadap rangkaian data integer yang dimasukkan oleh pengguna melalui command
line.
Merge Sort
Gunakan implementasi merge sort berikut ini terhadap serangkaian data integer.
class MergeSort {
static void mergeSort(int array[], int startIdx,
int endIdx) {
if(startIdx == _____) {
return;
}
int length = endIdx-startIdx+1;
int mid = _____;
mergeSort(array, _____, mid);
mergeSort(array, _____, endIdx);
int working[] = new int[length];
for(int i = 0; i < length; i++) {
working[i] = array[startIdx+i];
}
int m1 = 0;
int m2 = mid-startIdx+1;
for(int i = 0; i < length; i++) {
if(m2 <= endIdx-startIdx) {
if(m1 <= mid-startIdx) {
if(working[m1] > working[m2]) {
array[i+startIdx] = working[m2++];
} else {
array[i+startIdx] = _____;
}
} else {
array[i+startIdx] = _____;
}
} else {
array[_____] = working[m1++];
}
}
}
public static void main(String args[]) {
int numArr[] = new int[args.length];
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
numArr[i] = Integer.parseInt(args[i]);
}
mergeSort(numArr, 0, numArr.length-1);
for (int i = 0; i < numArr.length; i++) {
System.out.println(numArr[i]);
}
}
}
Quicksort
Gunakan implementasi quicksort berikut ini terhadap serangkaian data integer.
class QuickSort {
static void quickSort (int[] array, int startIdx,
int endIdx) {
// startIdx adalah index bawah
// endIdx is index atas
// dari array yang akan diurutkan
int i=startIdx, j=endIdx, h;
//pilih elemen pertama sebagai pivot
int pivot=array[_____];
// memilah
do {
while (array[i]_____pivot) {
i++;
}
while (array[j]>_____) {
j--;
}
if (i<=j) {
h=_____;
array[i]=_____;
array[j]=_____;
i++;
j--;
}
} while (i<=j);
// rekursi
if (startIdxquickSort(array, _____, j);
}
if (iquickSort(array, _____, endIdx);
}
}
public static void main(String args[]) {
int numArr[] = new int[args.length];
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
numArr[i] = Integer.parseInt(args[i]);
}
quickSort(numArr, 0, numArr.length-1);
for (int i = 0; i < numArr.length; i++) {
System.out.println(numArr[i]);
}
}
}
bubble sort
Metode sorting paling mudah, namun paling lambat dibandingkan dengan yang lain.
Bubble sort mengurutkan data dengan cara membandingkan elemen sekarang dengan elemen berikutnya.
bisa dilakukan baik dari kepala array maupun ekor array.
Proses yang berlangsung, jika:
Ascending: jika elemen sekarang lebih besar daripada elemen berikutnya, maka kedua elemen tersebut ditukar.
Descending: jika elemen sekarang lebih kecil daripada elemen berikutnya, maka kedua elemen tersebut ditukar.
Hal ini akan terlihat seperti penggeseran angka, perbandingan, kemudian jika memenuhi syarat kemudian tukar.
Proses penukaran ini akan terus dilakukan hingga seluruh array telah diperiksa.
Contoh program bubble sort:
//Bubble Sort
#include
#include
int data[10];
//fungsi tukar data
void tukar(int *a,int *b);
void tukar(int *a,int *b)
{
int t=*a;
*a=*b;
*b=t;
}
//fungsi bubble sort ascending
void bubble_sort();
void bubble_sort()
{
for(int i=1;i<10;i++)
{
for(int j=10-1;j>=i;j--)
{
if(data[j] tukar(&data[j],&data[j-1]);
}
}
}
void main()
{
int i;
//proses penginputan data
for(i=0;i<10;i++)
{
cout<<"Data ke-"< cin>>data[i];
}
bubble_sort();
//menampilkan data setelah di urut
cout< cout<<"Data setelah di urut :"< cout< for(i=0;i<10;i++)
{
cout<<"Data ke-"< }
getch();
}
