[Sort] 정렬

정렬

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1. 버블 정렬

2. 선택 정렬

3. 삽입 정렬

4. 병합 정렬

5. 퀵 정렬

6. 힙 정렬

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1. 버블 정렬

인접한 두 개의 값을 비교하여 큰 값을 뒤로 보내는 방식으로 정렬

 

- 동작 과정

1. 배열을 처음부터 끝까지 순회하며 인접한 두 요소를 비교

2. 앞 요소가 뒤 요소보다 크다면 위치 교환

3. 한 번의 순회가 끝나면 가장 큰 값이 배열의 끝으로 이동

4. 이를 배열이 정렬될 때까지 반복

 

- 코드 구현

void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

 

2. 선택 정렬

배열에서 가장 작은 요소를 찾아 맨 앞의 요소와 교환하는 방식으로 정렬

 

- 동작 과정

1. 배열에서 최솟값을 찾아 첫 번째 요소와 교환

2. 다음 작은 값을 찾아 두 번째 요소와 교환

3. 이를 배열이 정렬될 때까지 반복 

 

- 코드 구현

void selectionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int minIdx = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIdx]) {
                minIdx = j;
            }
        }
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIdx];
        arr[minIdx] = temp;
    }
}

 

3. 삽입 정렬

현재 요소를 적절한 위치에 삽입하며 정렬

 

- 동작 과정

1. 두 번째 요소부터 시작하여 앞의 요소들과 비교

2. 자신보다 큰 값을 만나면 뒤로 이동

3. 적절한 위치에 삽입

 

- 코드 구현

void insertionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

 

4. 병합 정렬

분할 정복(Divide and Conquer) 방식으로 배열을 반으로 나누고 정렬 후 합치는 방식

 

- 동작 과정

1. 배열을 반으로 나누어 재귀적으로 정렬

2. 두 개의 정렬된 배열을 하나로 합침

 

- 코드 구현

void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;
    int L[n1], R[n2];

    for (int i = 0; i < n1; i++) L[i] = arr[left + i];
    for (int i = 0; i < n2; i++) R[i] = arr[mid + 1 + i];

    int i = 0, j = 0, k = left;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) arr[k++] = L[i++];
        else arr[k++] = R[j++];
    }
    while (i < n1) arr[k++] = L[i++];
    while (j < n2) arr[k++] = R[j++];
}

void mergeSort(int arr[], int left, int right) {
    if (left < right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        mergeSort(arr, left, mid);
        mergeSort(arr, mid + 1, right);
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

 

5. 퀵 정렬

피벗(pivot)을 기준으로 작은 값과 큰 값을 분할하여 정렬하는 방식

 

- 동작 과정

1. 배열에서 임의의 피벗을 선택

2. 피벗보다 작은 값은 왼쪽, 큰 값은 오른쪽으로 분할

3. 각 부분을 재귀적으로 정렬 

 

- 코드 구현

int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;
    return i + 1;
}

void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

 

6. 힙 정렬

힙 자료구조를 이용해 최대값 또는 최소값을 추출하여 정렬

 

- 동작 과정

1. 주어진 배열을 최대 힙으로 변환

2. 루트 값을 꺼내고 힙을 재구성

3. 이를 배열이 정렬될 때까지 반복 

 

- 코드 구현

void heapify(int arr[], int n, int i) {
    int largest = i;
    int left = 2 * i + 1;
    int right = 2 * i + 2;

    if (left < n && arr[left] > arr[largest])
        largest = left;
    if (right < n && arr[right] > arr[largest])
        largest = right;
    if (largest != i) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[largest];
        arr[largest] = temp;
        heapify(arr, n, largest);
    }
}

void heapSort(int arr[], int n) {
    for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
        heapify(arr, n, i);
    for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
        int temp = arr[0];
        arr[0] = arr[i];
        arr[i] = temp;
        heapify(arr, i, 0);
    }
}

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참고 사이트

기본 정렬 알고리즘(Sorting Algoritm) 요약 정리 (선택, 삽입, 버블, 합병, 퀵) v1.1

 

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