Rangkuman Algoritma & Struktur Data

Blog ini saya akan membahas sedikit materi tentang Algortima dan Struktur Data, meliputi :

ü  Bahasan 1 “Struktur Data, Array, Pointer & Struktur”

ü  Bahasan 2 “Linked List”

ü  Bahasan 3 “Stack”

ü  Bahasan 4 “Queue”

ü  Bahasan 5 “Rekursif”

ü  Bahasan 6 “Sorting”

 

BAHASAN 1

Struktur Data, Array, Pointer & StruktuR

 

Konsep Dasar Struktur Data

Struktuk Data adalah sebuah bagian dari ilmu pemrograman dasar yang mempuyai karakteristik yang terkait dengan sifat dan cara penyimpanan sekaligus pengguna atau pengakses data. Struktuk data bertujuan agar cara mereprentsikan data dalam membuat program dapat dilakuian secara efesien dalam pengolahan di memori dan pengolahan penyimpanan dari program ke storage juga lebih mudah dilakukan.

 

Konsep dasar Struktur Array

Array adalah kumpulan elemen-elemen data. Kumpulan elemen tersebut mempunyai susunan yang teratur. Jmlah elemen terbatas, dan semua elemen mempunyai tipe data yang sama. Jenis-jenis array :  

§   Array Satu Dimensi

Struktur array suatu dimensi dapat di deklarasikan dengan bentuk umum berupa: tipe_var nama_var [ukuran];

Dengan:

-  Tipe_var: untuk menyatakan jenis elemen array (misalnya int,char,unsigned)

-  Nama_var: untuk menyatakan nama variable yang dipakai

-    Ukuran: untuk menyatakan jumlah maksimal elemen array.

Contoh : float nilai_ujian [5];

  §   Array Dua Dimensi 

Tipe data array dua dimensi bisa digunakan ntuk menyimpan, mengolah maupun menampilkan suatu data dalam  bentuk table atau matriks. Untuk mendeklarasikan array agar dapat menyimpan data adalah :

Tipe_var_nama_var[ukuran1][ukuran2];

Dimana :

-     Ukuran 1 menunjukkan jumlah /nomor baris.

-     Ukuran 2 menunukan jumlah /nomor kolom.

Jumlah elemen yang di milki array dua dimensi dapat ditentukan dari hasil perkalian :

Ukuran1 X ukuran 2.

Seperti halnya pada array satu dimensi, data array dua dimensi akan ditempatkan pada memori secara berurutan.

  §  Array multidimensi / Dimensi Banyak

Array berdimensi banyak atau multidimensi terdiri dari array yang tidak terbatas hanya dua dimensi saja. Bentuk umum pendeklarasian array multi dimensi adalah : tipe_var nama_var [ukuran1][ukuran2]…[ukuran];

Contoh : int data_angka [3][6][6];

 

Konsep Dasar Pointer

Pointer adalah sebuah variable yang berisi alamat variable yang lain. Satu pointer dimksudkan untuk menunjuk kesuatu alamat memori sehingga alamat dari suatu variable dapat diketahui dengan mudah. Deklarasi ponter :

Oprator pointer :

-     Oprator ( ‘&’ ) : untuk mendapatkan alamat memori operand/variable ponter.

-     Oprator ( ‘*’ ) : untuk mengakses nilai data operand/variable pointer.

 

Konsep Dasar Struktur

Struktur adalah koleksi dari variable yang dinyatakan sebuah nama, dengan sifat setiap variable dapat memiliki tipe yang berlainan. Struktur bisa dipakai untuk mengelompokkan beberapa informasi yang berkaitan menjadi sebuah satu kesatuan. Contoh sebuah struktur adalah informasi data tanggal, yang berisi tanggal, bulan, dan tahun.

 §  Cara Mendeklarasikan Struktur :

Contoh pendefinisian tipe data Struktur adalah :

struct

Data_tanggal

{int tanggal;

Masing-masing tipe dari elemen struktur dapat berlainan. Adapun variable_struktur1 sampai dengan variable_struktur M menyatakan bahwa variable struktur yang dideklarasikan bisa lebih dari satu. Jika ada lebih dari satu variable, antara variable struktur dipisahkan dengan tanda koma.

 §  Cara Mengakses Elemen Struktur:

Elemen dalam struktur dapat diakses dengan mengguanakan bentuk:

Variable_struktur.nama_field

Antara variable_struktur dab nama_field dipisahkan dengan oprator titik (disebut oprator anggota struktur). Contoh berikut merupakan intruksi untuk mengisikan data pada file tanggal:

Tgl_lahir.tanggal=30

int bulan;

Int tahun;

};

Yang mendefinisikan tipe bernama data_tanggal, yang terdiri dari tiga buah elemen berupa tanggal, bulan, dan tahun. Bentuk umum dalam mendefenisikan struktur adalah :

Struct nama_tipe_struktur

{

Tipefiled1; tipefiled2; tipefiled3;

}variable_struktur….variable_strukturM;

 

 

BAHASAN 2

Linked List

 

Linked List adalah sejumlah objek atau elemen yang dihubungkan satu dengan lainya sehingga membentuk suatu list. Sedangkan objek atau elemen itu sendiri adalah merupakan gabungan beberapa data(variable) yang dijadikan satu kelompok atau structure atau record yang dibentuk dengan perintah struct. Syarat linked list adalah harus dapat diketahui alamat simpul pertama atau biasa dipakai variable First/Start/Header. Untuk menggabungkan objek satu dengan lainya, diperlukan paling tidak sebuah variable yang bertipe pointer.

 

Istilah-istilah dalam linked list :

a)      Simpul

Simpul terdiri dari dua bagian yaitu :

-     Bagian data

-     Bagian pointer yang menunjuk ke simpul berikutnya

b)     First/Header

Variabel First/Header berisi alamat (pointer)/acuan (refrence) yang menunjuk lokasi simpul pertama linked list, digunakan sebagai awal penelusuran linked list.

c)      Nill/Null

Tidak bernilai, digunakan untuk menyatakan tidak mengacu ke manapun.

d)     Simpul Terakhir(Last)

Simpul terakhir linked list berarti tidak menunjuk simpul berikutnya. Tidak terdapat alamat disimpan di field pointer di simpul terakhir.

 

Jenis-jenis linked list :

1.      List kosong

List kosong hanya terdiri dari sebuah penunjuk elemen yang berisi NULL(kosong), tidak meiliki satu buah elemen pun sehingga hanya berupa penunjuk awal elemen berisi NULL.

2.      List tunggal

List tunggal adalah list yang elemenya hanya menyimpan informasi elemen setelahnya (next), sehingga jalanya pengaksesan list hanya dapat dilakukan secara maju. List tunggal terbagi menjadi tiga jenis yaitu list tunggal dengan kepala (first), list tunggal dengan kepala (first) dan ekor (tail), serta list tunggal yang berputar.

3.      List ganda

List ganda adalah sebuah list yang elemenya menyimpan informasi elemen sebelumnya dan informasi elemen setelahnya, sehingga proses penelusuran list dapat dilakukan secara maju dan mundur. List ganda terbagi menjadi tiga jenis yaitu list ganda dengan kepala (first), list ganda dengan kepala (first) dan ekor (tail), serta list ganda yang berputar.

 

Operasi Dasar pada Linked List :

IsEmpty : Fungsi ini menentukan apakah linked list kosong atau tidak.

Size : operasi untuk mengirim jumlah elemen di linked list.

Create : operasi untuk penciptaan list baru yang kosong.

Insertfirst : operasi untuk penyisipan simpul sebagai simpul pertama.

Insertafter : operasi untuk penyisipan simpul setelah simpul tertentu.

Installaast : operasi untuk penyisipan simpul setelah simpul terakhir.

Insertbefore : operasi untuk penyisipan simpul sebelum simpul tertentu.

Deletefirst : operasi penghapusan simpul pertama.

Deleteafter : operasi untuk penghapusan setelah simpul tertentu.

Deletelast : operasi penghapusan simpul terakhir.

 

BAHASAN 3

Stuck

Stack adalah kumpulan elemen-elemen  yang tersimpan dalam suatu tumpukan. Beberapa contoh penggunaan stack adalah pemanggilan prosedur, perhitungan ekspresi aritmatika, rekursifitas, backtracking, penanganan interupsi, dan lain-lain. Karakteristik penting stack sebagai berikut:

   i.      Elemen stack yaitu item-item data di elemen stack

  ii.      TOP (elemen puncak dari stack)

 iii.      Jumlah elemen pada stack

iv.      Status/kondisi stack

 

Aturan penyisipan dan penghapusan elemennya tertentu:

-    Penyisipan selalu dilakukan ”di atas” TOP

-    Penghapusan selalu dilakukan pada TOP

Karena aturan penyisipan dan penghapusan semacam itu, TOP adalah satu-satunya alamat tempat terjadi operasi, elemen yang ditambahkan paling akhir akan menjadi elemen yang akan dihapus. Dikatakan bahwa elemen Stack tersusun secara LIFO (Last In First Out).

 

-    Penuh

Bila elemen  di tumpukan mencapai kapasitas maksimum tumpukan. Pada kondisi ini, tidak mungkin dilakukan penambahan ke tumpukan.

Penambahan di elemen menyebabkan kondisi kesalahan Overflow.

-    Kosong

Bila tidak ada elemen tumpukan. Pada kondisi ini, tidak mungkin dilakukan pengambilan elemen tumpukan. Pengambilan elemen menyebabkan kondisi kesalahan Underflow.

 

Stack memiliki operasi-operasi pokok sebagai berikut :

Push       : Untuk menambahka item pada tumpukan paling atas.

Clear      : Untuk mengosongkan stack.

IsEmpty : Untuk memeriksa apakah stack kosong.

IsFull      : Untuk memeriksa apakah stack sudah penuh.

 

Representasi stack:

-   Representasi statis

Stack dengan representasi statis biasanya diimplementasikan dengan menggunakan array. Sebuah array memiliki tempat yang dialokasikan diawal sehingga sebuah elemen yang dimasukkan dalam sebuah array terbatas pada tempat yang ada pada array. Karena menggunakan array maka stack dengan representasi statis dalam mengalami kondisi elemen penuh.

 

-   Representasi dinamis

Stack dengan representasi dinamis biasanya diimplementasikan dengan menggunakan pointer yang menunjuk pada elemen-elemen yang dialokasikan pada memori.Karena semua operasi pada sebuah stack diawali dengan elemen yang paling atas maka jika menggunakan representasi dinamis saat elemen ditambahkan  akan menggunakan penambahan elemen pada awal stack (addfirst) dan saat pengambilan atau penghapusan elemen menggunakan penghapusan di awal stack (deffirst).

 

BAHASAN 5

Queue (antrian) 

Queue/antrian adalah ordered list dengan penyisipan di satu ujung, sedang penghapusan di ujung lain. Ujung penyisipan biasa disebut rear/tail, sedang ujung penghapusa disebut front/head. Fenomena yang muncul adalah elemen yang lebih dulu disisipkan akan juga lebih dulu diambil. Queue berdisiplin FIFO (First In, First Out). Queue merupakan kasus khusus ordered list. Dengan karakteristik terbatas itu maka kita dapat melakukan optimasi representasi ADT Queue untuk memperoleh kerja paling optimal.

Misalnya Queue Q= (a1,a2,a3…,an), maka :

1.    Elemen a1 adalah elemen paling depan

2.    Elemen ai adalah diatas elemen ai-1, di mana 1<i<n.

3.    Elemen an adalah elemen paling belakang

 

Karakteristik penting dalam Queue sebagai berikut:

§  Elemen antrian yaitu item-item data yang terdapat dielemen antrian

§  Heat/font (elemen terdepan dalam antrian).

§  Tail/rear (elemen terakhir antrian).

§  Jumlah antrian pada antrian (count).      

§  Status/kondisi antrian, ada dua yaitu:

     Penuh

Bila elemen pada antrian mencapai kapasitas maksimum antrian. Pada kondisi ini, tidak mungkin dilakuakan penambahan ke antrian. Penambahan di elemen menyebabkan kondisi kesalahan overflow.

    Kosong

Bila tidak ada elemen antrian. Pada kondisi ini, tidak mungkin dilakuakan pengambilan elemen antrian. Pengambilan elemen menyebabkan kondisi kesalahan underflow

.

Operasi-operasi pokok pada antrian diantaranya adalah:

1.      Create → Membuat antrian baru.

2.      IsEmpety → Untuk memeriksa apakah Antrian sudah penuh atau belum.

3.      IsFull→mengecek apakah Antrian sudah penuh atau belum.

4.      Enqueue/Insert → menambahkan elemen ke dalam Antrian, penambahan elemen selaluditambahkan di elemen paling belakang.

5.      Dequeue/Remove → untuk menghapus elemen terdepan/pertama dari Antrian

Algoritma QDELETE.

 

Penggunaan Queue

1)      Simulasi antrian di dunia nyata, antara lain :

-       Lalu lintas pesawat udara tinggal landas (take-off) dan pendaratan (landing).

-       Antrian pembelian tiket di depan oket untuk bis, kereta api, bioskop.

-       Antrian mobil di depan gerbang jalan tol.

-       Antrian kendaraan di jalanan umum.

2)      Sistem Produksi

-       Barisan bahan atau komponen yang akan diproses suatu mesin.

-       Barisan bahan atau komponen yang akan diproses suatu manusia

3)      Sistem Komputer

-       Pemrosesan banyak job (tugas) pada system multiprogramming.

4)      Sistem Jaringan Komputer

-       Pemrosesan banyak paket yang dating dari banyak koneksi pada suatu host, bridge, gateway dll.

Representasi Queue

1.    Representasi sekuen

·      Representasi sekuen linear

·      Representasi sekuen melingkar merupakan implementasi statik yang lebih baik disbanding sekuen linear.

2.    Representasi Dinamis (linked list).

 

BAHASAN 5

Rekursif

Rekursif dapat diartikan bahwa suatu proses yang bisa memanggil dirinya sendiri, artinya fungsi tersebut dipanggil di dalam tubuh fungsi itu sendiri. Contoh menghitung nilai faktorial. Rekursif sangat memudahkan untuk memecahkan permasalahan yang kompleks.

Sifat-sifat rekursif:

-   Dapat digunakan ketika inti dari masalah terjadi  berulang kali.

-   Sedikit lebih efisien dari iterasi tapi lebih elegan.

-   Method-methodnya dimungkinkan untuk memanggil dirinya sendiri.

 

Contoh paling sederhana dari proses rekursi adalah menghitung nilai factorial dari bilangan bulat. Secara rekursif dapat ditulis sebagai :

#include<iostream>

#include<conio.h>

using namespace std;

int faktorial (int n){

   if(n==1)

   return(1);

   else

   return(n*faktorial(n-1));}

main(){

   int x;

   printf("Mencari Nilai Faktorial\n");

   printf("Masukan Nilai X :");

   scanf("%d",&x);

   printf("Nilai Faktorial dari %d=%d\n",x,faktorial(x));

   system("pause");

   getch();}

 

BAHASAN 6

Sorting (pengurutan)

 

Sorting atau pengurutan adalah proses menyusun elemen – elemen dari masukan awal acak menjadi keluaran akhir tertata dengan urutan tertentu. Ada dua macam urutan yang biasa digunakan dalam proses pengurutan yaitu:

-     Urutan naik (ascending) yaitu dari data yang mempunyai nilai paling kecil sampai paling besar.

-     Urutan turun (descending) yaitu dari data yang mempunyai nilai paling besar sampai paling kecil.

 

Keuntungan dari data yang sudah dalam keadaan terurut yaitu :

a.       Data mudah dicari, mudah untuk dibetulkan, dihapus, disisipi atau digabungkan. Dalam keadaan terurutkan, kita mudah melakukan pengecekan apakah ada data yang hilang.Misalnya kamus bahasa, buku telepon.

b.      Mempercepat proses pencarian data yang harus dilakukan berulang kali.

  

Beberapa algoritma metode pengurutan dan prosedurnya sebagai berikut:

o   Bubble Sort adalah suatu metode pengurutan yang membandingkan elemen yang sekarang dengan elemen berikutnya. Diberi nama “bubble”karena proses pengurutan secara berangsur-angsur bergerak/berpindah ke posisinya yang tepat,seperti gelembung yang keluar dari sebuah gelas bersoda.

Algoritma bubble sort:

1.              i=0

2.              selama (i<N-1)kerjakan baris 3 sampai 7

3.              j=N-1

4.              selama (j>=i)kerjakan baris 5 sampai 7

5.              jika (data [j-1]>data[j]maka tukar data[j-1]dengan data[j]

6.              j=j-1

7.              i=i+1

            Prosedur yang menggunakan metode gelembung :

void BubbleSort(){

int i,j;

for(i=1; i<Max-1; i++)

for(j=Max-1; j>=i;j-)

if(Data[j-1]>Data[j])

Tukar(&Data[j-1],&Data[j]); }

 

o   Selection Sort Metode seleksi melakukan pengurutan dengan cara mencari data yang terkecil kemudian menukarkannya dengan data yang digunakan sebagai acuan atau sering dinamakan plvot.

Algoritma seleksi dapat dituliskan sebagai berikut :

1.              i = 0

2.              selama(I < N-1) kerjakan baris 3 sampai dengan 9

3.              k = i

4.              j = i + 1

5.              selama (j < N) kerjakan baris 6 dan 7

6.              jika (Data[k] > Data [j] maka k = j

7.              j = j + 1

8.              tukar data[i] dengan data[k]

9.              i = i + 1

Prosedur yang menggunakan metode seleksi :

     void SelectionSort(){

     inti,j,k;

     for(i=0;i){

           k = i;

           for(j=i+1; j<Max;j++)

           if(Data[k]>data[j])

           k=j;

           Tukar(&Data[i],&Data[k]);}

}

 

o   Merge Sort adalah algoritma pengurutan yang berdasarkan pada strategi divide and conquer. Terdiri dari dua bagian utama, pembagian list yang diberikan untuk di-sort ke dalam beberapa sublist yang lebih kecil,dan sort (mengurutkan)  dan merge (menggabungkan) sublist-sublist yang lebih kecil ke dalam list hasil yang sudah diurutkan.

 

Algoritma untuk merge sort ialah sebagai berikut:

A.    untuk kasus n=1,maka table a sudah terurut sendiirinya (langkah solve)

B.     untuk kasus n>1,maka

-       DEVIDE: bagi table a menjadi dua bagian,bagian kiri dan bagian kanan, masing-masing bagian berukuran n/2 elemen.

-       CONQUER: secara rekursif,terapkan algoritma D-dan-C pada masing-masing bagian.

-      MERGE: gabung hasil pengurutan kedua bagian sehingga diperoleh table a yang terurut.

 

Semoga rangkuman "Algoritma & Struktur Data" ini bermanfaat dan bila ada salah  kata di dalam blog yang saya tulis, saya minta maaf. 

Jika ingin mengenal lebih dalam tentang universitas saya silahkan akses link berikut: umsida.ac.id, fst.umsida.ac.id  Sekian dan terima kasih.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

saniya Izza Fitria (2001080200216)

instagram : saniaizza_