Algoritma Bubble Sort adalah salah satu algoritma pengurutan yang paling sering diperkenalkan kepada pemula di dunia pemrograman. Kenapa? Karena cara kerjanya sangat sederhana dan mudah divisualisasikan. Ketika mahasiswa atau pelajar belajar sorting untuk pertama kali, Bubble Sort biasanya menjadi pintu masuk untuk memahami bagaimana komputer membandingkan dan menukar elemen dalam sebuah array. Meski bukan algoritma tercepat, Bubble Sort mampu menggambarkan konsep dasar algoritma secara jelas sehingga mudah dicerna oleh siapa pun, termasuk kamu yang sedang belajar struktur data.
Walaupun banyak algoritma sorting modern yang jauh lebih efisien, Bubble Sort tetap relevan karena sifatnya yang edukatif. Beberapa dosen algoritma bahkan menjadikannya sebagai contoh pertama dalam pembahasan dasar kompleksitas waktu, nested loop, hingga analisis best-case dan worst-case. Dengan memahami Bubble Sort secara mendalam, kamu akan lebih siap melangkah ke algoritma sorting tingkat lanjut. Jadi, sebelum kamu masuk ke pembahasan yang lebih kompleks, menguasai Bubble Sort adalah pondasi yang sangat penting. Yuk simak!
Apa Itu Algoritma Bubble Sort?
Algoritma Bubble Sort adalah algoritma pengurutan sederhana yang bekerja dengan cara membandingkan dua elemen yang berdekatan kemudian menukarnya apabila posisinya tidak sesuai. Proses ini dilakukan secara berulang-ulang sampai seluruh data berada dalam urutan yang benar. Nama “Bubble” sendiri diambil dari cara kerja elemen besar yang seolah “mengapung” ke bagian akhir array, sedangkan elemen kecil perlahan “tenggelam” ke bagian awal. Konsep ini membuat Bubble Sort sangat mudah dibayangkan bahkan tanpa kode sekalipun.
Selain mudah dipahami, Bubble Sort juga memiliki struktur kode yang singkat dan tidak memerlukan memori tambahan. Inilah alasan kenapa algoritma ini masih digunakan di lingkungan akademis dan pembelajaran dasar pemrograman. Namun, meski terlihat simpel, Bubble Sort sebenarnya membutuhkan waktu yang cukup lama ketika diterapkan pada dataset yang besar. Butuh banyak perbandingan dan pertukaran sebelum elemen-elemen berada pada posisi yang tepat. Itulah sebabnya Bubble Sort biasanya digunakan hanya untuk pembelajaran, debugging, atau dataset kecil.
Sejarah dan Asal-Usul Algoritma Bubble Sort
Algoritma Bubble Sort termasuk salah satu algoritma pengurutan tertua yang muncul pada masa awal perkembangan komputer. Walaupun tidak tercatat secara jelas siapa penemunya, algoritma ini mulai digunakan ketika komputer masih memiliki memori yang sangat terbatas dan kecepatan pemrosesan yang jauh lebih lambat dibandingkan standar modern. Pada era tersebut, tujuan utama bukanlah membuat algoritma paling cepat, melainkan algoritma yang mudah diimplementasikan dengan keterbatasan hardware. Bubble Sort menjawab kebutuhan itu karena hanya memerlukan operasi perbandingan dan pertukaran sederhana tanpa memerlukan struktur data tambahan.
Di lingkungan akademis, Bubble Sort mulai populer karena memberikan gambaran intuitif terhadap konsep iterasi berulang dan bagaimana elemen-elemen dalam array bergerak selama proses pengurutan. Mahasiswa dapat melihat pola kerja yang jelas, dan dosen dapat menggunakan contoh ini untuk menjelaskan bagaimana loop bersarang bekerja. Bahkan hingga sekarang,
Bubble Sort masih sering muncul dalam berbagai buku dan modul pembelajaran struktur data, bukan karena performanya baik, tetapi karena nilai edukatifnya sangat tinggi. Dengan mempelajari sejarah dan asal-usulnya, kamu bisa memahami bahwa meskipun komputasi berkembang pesat, beberapa algoritma sederhana tetap relevan berkat kontribusinya dalam dunia pendidikan.
Konsep Dasar Algoritma Bubble Sort
Konsep dasar algoritma Bubble Sort sangat mudah dipahami oleh pemula, karena algoritma ini bekerja dengan prinsip sederhana yaitu membandingkan dua elemen yang berdekatan, kemudian menukarnya apabila urutannya salah. Proses ini dilakukan berulang-ulang mulai dari indeks awal hingga akhir array. Setiap kali satu iterasi selesai, elemen terbesar secara otomatis “naik” ke posisi paling akhir. Sebaliknya, elemen kecil secara bertahap “turun” ke posisi awal. Prinsip dasar ini mirip seperti gelembung udara yang naik ke permukaan air, sehingga julukan “Bubble” diberikan.
Di balik kesimpelannya, Bubble Sort tetap memiliki beberapa konsep fundamental yang wajib kamu pahami.
- loop bersarang (nested loop): di mana loop luar mengatur jumlah putaran, dan loop dalam melakukan perbandingan serta pertukaran.
- proses swapping: yang menjadi inti dari algoritma ini.
- pengurangan jumlah elemen yang perlu dibandingkan: pada setiap putaran, karena elemen terbesar pada iterasi sebelumnya sudah berada di posisi yang benar.
Dengan memahami ketiga konsep dasar ini, kamu akan mampu menerapkan Bubble Sort dengan mudah, bahkan dalam berbagai bahasa pemrograman.
Cara Kerja Algoritma Bubble Sort (Tahap demi Tahap)
Agar lebih mudah dipahami, berikut tahapan kerja Bubble Sort:
- Mulai dari indeks pertama
Algoritma memulai perbandingan dari dua elemen terdepan di array, misalnya elemen indeks ke-0 dan ke-1. Jika elemen pertama lebih besar dari elemen kedua, keduanya ditukar agar posisi mereka lebih mendekati urutan yang benar. - Lanjutkan ke pasangan berikutnya
Setelah itu, algoritma beralih ke pasangan elemen berikutnya yaitu indeks 1 dan 2, kemudian indeks 2 dan 3, dan seterusnya hingga mencapai bagian akhir array. Setiap pasangan dicek, dan jika salah urut, dilakukan swapping. Pada tahap ini, elemen terbesar perlahan bergerak ke posisi paling kanan. - Satu ronde selesai, elemen terbesar sudah berada di akhir
Setelah satu ronde perbandingan selesai, elemen terbesar dipastikan sudah berada pada posisi paling akhir. Ini membuat ronde berikutnya tidak perlu lagi membandingkan hingga indeks terakhir, karena posisinya sudah benar. - Kurangi jangkauan perbandingan
Pada ronde kedua, perbandingan hanya dilakukan hingga satu elemen sebelum akhir. Pada ronde ketiga, dua elemen sebelum akhir, dan seterusnya. Hal ini karena elemen-elemen terbesar sudah “mengambang” ke atas dan tidak perlu dibandingkan lagi. - Ulangi hingga tidak ada lagi pertukaran
Ronde akan terus berlangsung sampai tidak ada swapping dalam satu ronde penuh. Ini menandakan bahwa seluruh elemen sudah berada dalam posisi yang terurut. Di beberapa implementasi, kondisi ini dijadikan optimasi untuk menghentikan proses lebih cepat.
Contoh Algoritma Bubble Sort dengan Ilustrasi
Untuk memahami Algoritma Bubble Sort secara lebih konkret, ilustrasi langkah demi langkah adalah cara yang paling efektif. Misalnya kamu memiliki array sederhana berikut:
[5, 1, 4, 2, 8]
Sekilas, array ini tampak acak dengan elemen besar dan kecil bercampur. Bubble Sort akan mengurutkannya menjadi ascending. Mari lihat bagaimana setiap ronde bekerja.
Ronde 1:
- Bandingkan 5 dan 1 → 5 > 1 → tukar →
[1, 5, 4, 2, 8] - Bandingkan 5 dan 4 → 5 > 4 → tukar →
[1, 4, 5, 2, 8] - Bandingkan 5 dan 2 → 5 > 2 → tukar →
[1, 4, 2, 5, 8] - Bandingkan 5 dan 8 → 5 < 8 → tidak ditukar →
[1, 4, 2, 5, 8] - Elemen terbesar (8) sudah berada pada posisi akhir.
Ronde 2:
- Bandingkan 1 dan 4 → tidak ditukar →
[1, 4, 2, 5, 8] - Bandingkan 4 dan 2 → 4 > 2 → tukar →
[1, 2, 4, 5, 8] - Bandingkan 4 dan 5 → 4 < 5 → tidak ditukar
- Elemen terbesar kedua (5) sudah berada pada posisi benar.
Ronde 3:
- Bandingkan 1 dan 2 → tidak ditukar
- Bandingkan 2 dan 4 → tidak ditukar
- Semua elemen kini sudah pada posisi yang tepat.
Ilustrasi sederhana ini menunjukkan bagaimana elemen-elemen besar perlahan naik ke posisi paling kanan, sementara elemen kecil turun ke kiri. Dengan melihat langkah demi langkah, kamu bisa membayangkan bagaimana Bubble Sort mengurutkan data seperti gelembung naik ke permukaan. Proses yang berulang ini membuatnya sangat jelas dan mudah dipahami, terutama untuk kamu yang baru mempelajari konsep algoritma pengurutan.
Pseudocode Algoritma Bubble Sort
Pseudocode membantu kamu memahami alur logika tanpa terikat pada sintaks bahasa pemrograman tertentu. Berikut contoh pseudocode Bubble Sort yang sederhana namun lengkap:
procedure bubbleSort(array A)
n = length(A)
for i from 0 to n-1
swapped = false
for j from 0 to n-i-2
if A[j] > A[j+1]
swap A[j] and A[j+1]
swapped = true
if swapped == false
break
end procedure
Pseudocode ini menunjukkan dua loop utama, loop luar yang mengatur jumlah ronde dan loop dalam yang melakukan perbandingan. Variabel swapped dipakai untuk mengecek apakah ada pertukaran. Jika tidak ada elemen yang ditukar dalam satu ronde penuh, proses dapat dihentikan lebih cepat.
Kelebihan Algoritma Bubble Sort
Berikut daftar kelebihan Bubble Sort beserta penjelasan lengkapnya:
- Sangat mudah dipahami
Bubble Sort merupakan algoritma sorting paling intuitif yang pernah dibuat. Kamu hanya perlu membandingkan dua elemen dan menukarnya jika salah urut. Cara kerjanya bisa dijelaskan hanya dengan ilustrasi sederhana. Itulah sebabnya algoritma ini sangat populer sebagai materi pengantar struktur data. - Implementasi kode sangat sederhana
Jika kamu bandingkan dengan algoritma sorting lain seperti Merge Sort atau Heap Sort, Bubble Sort terlihat paling mudah ditulis. Struktur kodenya ringkas dan tidak membutuhkan logika rekursif maupun struktur data tambahan. Ini membuatnya cocok untuk latihan awal pemrograman. - Tidak membutuhkan memori tambahan
Bubble Sort termasuk algoritma in-place sorting, artinya proses pengurutan dilakukan langsung di dalam array tanpa memerlukan array tambahan. Ini sangat membantu ketika kamu bekerja dengan memori terbatas, meskipun tetap tidak ideal untuk data besar. - Dapat dihentikan lebih cepat dengan optimasi
Dengan menambahkan flag sepertiswapped, algoritma bisa berhenti ketika tidak ada pertukaran, menandakan bahwa data sudah terurut. Ini membuat Bubble Sort cukup efisien untuk dataset kecil yang hampir terurut.
Kekurangan Algoritma Bubble Sort
Berikut beberapa kelemahannya:
- Waktu eksekusi sangat lambat
Bubble Sort memiliki kompleksitas waktu O(n²) dalam kasus rata-rata dan terburuk. Artinya, semakin besar jumlah data, waktu pengurutan meningkat secara eksponensial. Untuk dataset besar, algoritma ini menjadi tidak praktis. - Terlalu banyak perbandingan dan swapping
Bubble Sort mengharuskan setiap elemen dibandingkan secara berulang. Bahkan elemen yang sudah berada di posisi benar tetap diperiksa kembali. Ini menyebabkan algoritma melakukan banyak operasi yang tidak perlu. - Tidak cocok untuk data berukuran besar
Ketika ukuran data mencapai ribuan atau puluhan ribu, Bubble Sort akan terasa sangat lambat dibandingkan algoritma lain seperti Quick Sort atau Merge Sort. Inilah alasan mengapa Bubble Sort hanya cocok untuk dataset kecil. - Kurang efisien dibanding algoritma lainnya
Bila dibandingkan dengan algoritma sorting modern, Bubble Sort tidak memiliki keunggulan dari segi kecepatan, efisiensi ruang, atau fleksibilitas. Karena itu, penggunaannya lebih bersifat edukatif daripada praktis.
Perbandingan Bubble Sort dengan Algoritma Sorting Lain
Untuk memahami posisi Algoritma Bubble Sort dalam dunia algoritma pengurutan, berikut adalah tabel perbandingan singkat dengan beberapa algoritma sorting populer lainnya:
| Algoritma | Kompleksitas Waktu Rata-rata | Kompleksitas Terburuk | Kebutuhan Memori | Cocok untuk Data Besar | Stabil |
|---|---|---|---|---|---|
| Bubble Sort | O(n²) | O(n²) | In-place | ✗ Tidak cocok | ✔ Ya |
| Quick Sort | O(n log n) | O(n²) | In-place | ✔ Sangat cocok | ✗ Tidak |
| Merge Sort | O(n log n) | O(n log n) | Menggunakan ekstra array | ✔ Sangat cocok | ✔ Ya |
| Insertion Sort | O(n²) | O(n²) | In-place | ✗ Tidak cocok | ✔ Ya |
| Heap Sort | O(n log n) | O(n log n) | In-place | ✔ Cocok | ✗ Tidak |
Kesimpulan
Pada pembahasan kita di atas dapat kita simpulkan bahwa Algoritma Bubble Sort mungkin bukan algoritma tercepat, namun nilai edukatifnya tidak bisa diragukan. Algoritma ini memberikan pemahaman intuitif tentang bagaimana proses pengurutan terjadi di dalam sebuah array. Dari proses perbandingan, swapping, hingga iterasi berulang, semuanya sangat mudah diikuti.
Walaupun kurang efisien untuk dataset besar, Bubble Sort tetap relevan untuk situasi tertentu seperti pembelajaran, debugging, dan dataset kecil. Dengan mengenali kelebihan dan kekurangannya, kamu bisa menentukan kapan algoritma ini layak digunakan. Akhirnya, Bubble Sort bukan hanya algoritma pemula — ia adalah fondasi penting dalam dunia sorting yang membantu kamu memahami cara kerja algoritma secara mendalam.
Artikel ini merupakan bagian seri artikel Programming dari KantinIT.com dan jika ada ide topik yang mau kami bahas silahkan komen di bawah ya..
