#9 Struktur Data : Sorting – Pengertian, Manfaat dan Algoritmanya

Pada postingan sebelumnya telah dibahas berbagai macam struktur data maupun algoritmanya. Pada postingan ini kita akan membahas sorting (pengurutan). Pengurutan data dalam struktur data sangat penting untuk data yang bertipe data numerik ataupun karakter sehingga digunakan secara luas dalam aplikasi. Pengurutan dapat dilakukan secara ascending (urut naik) dan descending (urut turun).

Baiklah, mari kita bahas lebih jauh apa itu sorting, jenis-jenisnya, manfaatnya, algoritma, dll. Lets Go…!

Pengertian Sorting

Pengurutan (Sorting) adalah proses menyusun kembali data yang sebelumnya telah disusun dengan suatu pola tertentu, sehingga tersusun secara teratur menurut aturan tertentu. Proses pengurutan data yang sebelumnya disusun secara acak akan tersusun secara teratur menurut aturan tertentu.

Beberapa algoritma sorting telah dibuat karena proses tersebut sangat mendasar dan sering digunakan. Pengurutan data (sorting) didefinisikan sebagai suatu proses untuk menyusun kembali himpunan obyek menggunakan aturan tertentu. 

Menurut Microsoft Book-shelf, definisi algoritma pengurutan adalah algoritma untuk meletakkan kumpulan elemen data ke dalam urutan tertentu berdasarkan satu atau beberapa kunci dalam tiap-tiap elemen.

Dua Macam Sorting

Ada dua macam urutan yang biasa digunakan dalam proses pengurutan yaitu: 

  1. Ascending (Urut Naik) yaitu dari data yang mempunyai nilai paling kecil sampai paling besar.
  2. Descending (Urut Turun) yaitu data yang mempunyai nilai paling besar sampai paling kecil.

Contoh :

Data bilangan 5, 2, 6 dan 4 dapat diurutkan:

  1. Ascending menjadi 2, 4, 5, 6.
  2. Descending menjadi 6, 5, 4, 2.

Manfaat Sorting

Keuntungan dari data yang terurut antara lain:

  • Data mudah dicari (misalnya dalam buku telepon atau kamus bahasa), mudah untuk dibetulkan, dihapus, disisipi atau digabungkan. 
  • Mudah melakukan pengecekan apakah ada data yang hilang.
  • Melakukan kompilasi program komputer jika tabel-tabel simbol harus dibentuk.
  • Mempercepat proses pencarian data yang harus dilakukan berulang kali.

Faktor Yang Berpengaruh Pada Efektifitas Sorting

  • Banyak data yang diurutkan.
  • Kapasitas pengingat apakah mampu menyimpan semua data yang kita miliki.
  • Tempat penyimpanan data, misalnya piringan, pita atau kartu, atau media penyimpan yang lain.

Berbagai Algoritma Sorting

1. Bubble Sort

Bubble Sort adalah algoritma pengurutan paling sederhana yang bekerja dengan menukar elemen yang berdekatan berulang kali jika urutannya salah. Algoritma ini tidak cocok untuk kumpulan data besar karena kompleksitas waktu rata-rata dan kasus terburuknya cukup tinggi.

Baca juga :  #10 Struktur Data : Searching

Dalam algoritma Bubble Sort, 

  • Melintasi dari kiri dan membandingkan elemen yang berdekatan dan yang lebih tinggi ditempatkan di sisi kanan. 
  • Dengan cara ini, elemen terbesar dipindahkan ke ujung paling kanan terlebih dahulu. 
  • Proses ini kemudian dilanjutkan mencari yang terbesar kedua dan menempatkannya begitu seterusnya hingga data terurut.

Bagaimana Cara Kerja Bubble Sort?

  • Pengurutan Ascending : Jika elemen sekarang lebih besar dari elemen berikutnya maka kedua elemen tersebut ditukar.
  • Pengurutan Descending : Jika elemen sekarang lebih kecil dari elemen berikutnya, maka kedua elemen tersebut ditukar.
  • Algoritma ini seolah-olah menggeser satu per satu elemen dari kanan ke kiri atau kiri ke kanan, tergantung jenis pengurutannya, asc atau desc.
  • Ketika satu proses telah selesai, maka bubble sort akan mengulangi proses, demikian seterusnya sampai dengan iterasi sebanyak n-1.
  • Kapan berhentinya?  Bubble sort berhenti jika seluruh array telah diperiksa dan tidak ada pertukaran lagi yang bisa dilakukan, serta tercapai perurutan yang telah diinginkan.

2. Insertion Sort

Insertion Sort merupakan sebuah teknik pengurutan dengan cara membandingkan dan mengurutkan dua data pertama pada array, kemudian membandingkan data para array berikutnya apakah sudah berada di tempat semestinya. Algorithma insertion sort seperti proses pengurutan kartu yang berada di tangan kita. Algorithma ini dapat mengurutkan data Ascending dan Descending.

Pengurutan dimulai dari data ke-2 sampai dengan data terakhir, jika ditemukan data yang lebih kecil, maka akan ditempatkan (diinsert) diposisi yang seharusnya. Pada penyisipan elemen, maka elemen-elemen lain akan bergeser ke belakang.

Cara Kerja Insertion Sort

Bagi elemen data yang akan diurutkan menjadi dua,

  • Bagian yang belum diurutkan
  • Bagian yang telah terurutkan

Ulangi langkah tersebut hingga tidak ada elemen tersisa dalam array,

  • Elemen pertama dipilih dari bagian yang belum diurutkan
  • Tempatkan elemen terpilih sesuai urutan pada array

3. Selection Sort

Selection Sort adalah algoritma pengurutan sederhana dan efisien yang bekerja dengan memilih berulang kali elemen terkecil (atau terbesar) dari bagian daftar yang tidak diurutkan dan memindahkannya ke bagian daftar yang diurutkan. 

Algoritma berulang kali memilih elemen terkecil (atau terbesar) dari bagian daftar yang tidak diurutkan dan menukarnya dengan elemen pertama dari bagian daftar yang tidak diurutkan. Proses ini diulangi untuk sisa bagian yang belum disortir hingga seluruh daftar diurutkan. 

Selection Sort merupakan kombinasi antara sorting dan searching. Untuk setiap proses, akan dicari elemen-elemen yang belum diurutkan yang memiliki nilai terkecil atau terbesar akan dipertukarkan ke posisi yang tepat di dalam array. Misalnya untuk putaran pertama, akan dicari data dengan nilai terkecil dan data ini akan ditempatkan di indeks terkecil (data[0]), pada putaran kedua akan dicari data kedua terkecil, dan akan ditempatkan di indeks kedua (data[1]). Selama proses, pembandingan dan pengubahan hanya dilakukan pada indeks pembanding saja, pertukaran data secara fisik terjadi pada akhir proses.

Baca juga :  #3 Algoritma dan Pemrograman : Bahasa C

Cara Kerja Proses Selection Sort

  • Pilih elemen dengan nilai terendah
  • Tukarkan elemen terpilih dengan elemen pada posisi ke – i
  • i dimulai dari 1 hingga n dimana n adalah total elemen yang ada dikurangi 1

4. Merge Sort

Merge sort merupakan algoritma pengurutan dalam ilmu komputer yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan pengurutan atas suatu rangkaian data yang tidak memungkinkan untuk ditampung dalam memori komputer karena jumlahnya yang terlalu besar. Algoritma ini ditemukan oleh John von Neumann pada tahun 1945.

Prinsip utama yang diimplementasikan pada algoritma merge-sort seringkali disebut sebagai pecah-belah dan taklukkan (bahasa inggris: divide and conquer).

Cara kerja algoritma merge sort adalah membagi larik data yang diberikan menjadi dua bagian yang lebih kecil. Kedua larik yang baru tersebut kemudian akan diurutkan secara terpisah. Setelah kedua buah list tersusun, maka akan dibentuk larik baru sebagai hasil penggabungan dari dua buah larik sebelumnya.

Contoh Penerapan Merge Sort

  • Data sumber yang akan diurutkan adalah sebagai berikut {3, 9, 4, 1, 5, 2} :
  • Larik tersebut dibagi menjadi dua bagian, {3, 9, 4} dan {1, 5, 2}
  • Kedua larik kemudian diurutkan secara terpisah sehingga menjadi {3, 4, 9} dan {1, 2, 5}
  • Sebuah larik baru dibentuk yang sebagai penggabungan dari kedua larik tersebut {1}, sementara nilai-nilai dalam masing larik {3, 4, 9} dan {2, 5} (nilai 1 dalam elemen larik ke dua telah dipindahkan ke larik baru)
  • Langkah berikutnya adalah penggabungan dari masing-masing larik ke dalam larik baru yang dibuat sebelumnya.
    • {1, 2} <-> {3, 4, 9} dan {5}
    • {1, 2, 3} <-> {4, 9} dan {5}
    • {1, 2, 3, 4} <-> {9} dan {5}
    • {1, 2, 3, 4, 5} <-> {9} dan {null}
    • {1, 2, 3, 4, 5, 9} <-> {null} dan {null}

5. Quick Sort

Tony Hoare, seorang ilmuwan komputer Inggris, menemukan algoritma QuickSort pada tahun 1959. Nama “Quick-sort” berasal dari fakta bahwa algoritma ini dapat mengurutkan daftar elemen data jauh lebih cepat (dua atau tiga kali lebih cepat) dibandingkan metode pengurutan lainnya. 

Baca juga :  #6 Struktur Data : Linked List

Quicksort adalah salah satu algoritma pengurutan yang paling efisien. Ia bekerja dengan memecah array (partisi) menjadi lebih kecil dan menukar (menukar) yang lebih kecil, tergantung pada perbandingan dengan elemen ‘pivot’ yang dipilih.

Metode quick sort adalah metode pengurutan yang menggunakan partisi. Pada metode ini, data dibagi menjadi dua bagian, yaitu data disebelah kiri partisi selalu lebih kecil dari data disebelah kanan. Proses pengurutan dilakukan pada kedua partisi secara terpisah.

Cara Kerja Quick Sort

  • Tentukan unsur partisi yang diperlukan (gunakan data tengah sebagai unsur partisi).
  • Partisi data dalam dua bagian yang dipisahkan oleh unsur partisi.
  • Secara rekursif sort terhadap kedua bagian data diatas dengan metode partisi (ulangi langkah 1 dan 2 untuk data sebelah kiri dan kanan).

Contoh:

  • Diberikan data berikut :
    • 44 – 55 – 12 – 42 – 94 – 6 – 18 – 67
  • Unsur partisi yang digunakan adalah 42 yang merupakan data tengah pada deretan data tersebut. Dengan menggunakan prosedur partisi urutan data menjadi:
    • 18 – 6 – 12 – 42 – 94 – 55 – 44 – 67
  • Data 18, 6, 12 lebih kecil dari 42 dan data 94, 55, 44, 67 lebih besar dari 42.
  • Data kiri:  18 6 12
  • Data kanan: 42 94 55 44 67
  • Untuk data kiri dilakukan partisi lagi, unsur partisinya adalah 6.
  • Sub data kiri:  tidak ada karena tidak ada data yang lebih kecil dari 6.
  • Sub data kanan: 6 12 18
  • Untuk sub data kanan dilakukan partisi lagi, unsur partisinya adalah 12.
  • Sub data kiri:  6
  • Sub data kanan: 12 18
  • Proses rekursif selesai dan data telah terurut.
  • Proses partisi  untuk data kanan.
  • Data di sebelah kanan dipartisi lagi, dengan unsur partisinya adalah 55.
  • Sub data kiri:  44 42
  • Sub data kanan: 55 94 67
  • Untuk sub data kiri dilakukan partisi lagi, dengan unsur partisinya adalah 44.
  • Sub data kiri:  42 Sub data kanan: 44
  • Untuk sub data kanan dilakukan partisi lagi, dengan unsur partisinya adalah  94.
  • Sub data kiri:  67 55
  • Sub data kanan: 94
  • Selanjutnya, dilakukan partisi lagi, dengan unsur partisinya adalah  67.
  • Sub data kiri:  55
  • Sub data kanan: 67
  • Proses rekursif untuk tabel kanan selesai.
  • Data setelah pengurutan menjadi:
    • 6 12 18 42 44 55 67 94

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *