Algoritma dan Struktur Data. Queue

Transkripsi

1 Algoritma dan Struktur Data Queue Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang 2016

2 Tujuan Instruksional Mahasiswa mampu : Memahami struktur data queue Memahami cara pengoperasian struktur data queue Mengimplementasikan struktur data queue dengan array dan linked list

3 Pengertian Queue (antrian) adalah struktur data dimana proses pengambilan dan penambahan element dilakukan pada ujung yang berbeda. Queue mengikuti konsep FIFO. FIFO (First In First Out) : elemen yang pertama masuk akan menjadi elemen yang pertama kali keluar.

4 Enqueue dan Dequeue 1. Enqueue proses penambahan element pada queue. 2. Dequeue proses pengambilan element pada queue. Penambahan dilakukan pada bagian belakang. Sedangkan pengambilan dilakukan pada bagian depan (element yang pertama masuk). enqueue Queue dequeue

5 Front dan Rear Front : pointer bantu yang digunakan untuk menunjuk element yang paling depan. Rear : pointer bantu yang digunakan untuk menunjuk element yang paling belakang. Enqueue Rear Queue Dequeue Front

6 Gambaran Proses Queue (Antrian)

7 Operasi pada Queue 1. Deklarasi 2. Inisialisasi 3. Cek kosong 4. Cek penuh 5. Penambahan 6. Pengambilan 7. Pengaksesan

8 (1) Deklarasi Proses yang harus dilakukan pertama kali adalah deklarasi/menyiapkan tempat. Langkah yang harus dilakukan adalah : Deklarasi class Deklarasi struktur data (menggunakan array atau linked list) Deklarasi pointer front dan rear Deklarasi variabel size untuk menyimpan besar array. Deklarasi variabel jumlah untuk mengetahui banyak item yang disimpan pada queue.

9 Deklarasi Queue dengan Array 1. Pembuatan class contoh : 2. Pembuatan variabel front dan rear: int front, rear; 3. Pembuatan variabel size : int array_size; (mendeklarasikan variabel bernama array_size dengan tipe integer) 4. Pembuatan variabel Array : int antrian[];(deklarasi variabel array bernama antrian) 5. Pembuatan variabel jumlah: int jumlah_item;

10 Program Deklarasi Queue (Array)

11 Deklarasi Queue dengan Linked-list 1. Pembuatan class queue contoh : 2. Pembuatan class Node 3. Pembuatan variabel head, tail, front dan rear bertipe Node. Ketiga variabel ini dideklarasikan pada class queue Node head,tail,front, rear;

12 Contoh Class Node

13 Program Deklarasi Queue (QueueLinkedList.java)

14 (2) Inisialisasi Merupakan proses pemberian nilai awal. Pada Array : 1. Pembentukan obyek array beserta ukurannya. antrian= new int[10]; (pembentukan obyek array yang memiliki 10 element, dan alamat obyek akan disimpan pada variabel bernama antrian) 2. Pemberian nilai awal pada variabel front=0 dan belakang=-1. front = 0; rear=-1;

15 Program Inisialisasi Queue (Array)

16 (2) Inisialisasi...(lanjutan) Pada Linked List: Proses inisialisasi dilakukan dengan memberikan nilai awal pada variabel head, tail front dan rear dengan nilai null. head = tail = front=rear= null;

17 Program Inisialisasi Queue (Linked List)

18 (3) Cek Kosong Operasi yang digunakan untuk mengecek kondisi queue dalam keadaan kosong. Pada array : menggunakan pengecekan pada variabel jumlah_item. Jika nilainya = 0 berarti queue dalam kondisi kosong. Pada linked list : dapat menggunakan pengecekan front atau rear jika nilainya null berarti queue kosong. Operasi ini harus dapat mengembalikan nilai true jika queu kosong dan false jika sebaliknya.

19 Program isempty Queue (Array)

20 Program isempty Queue (Linked List)

21 (4) Cek Penuh Operasi yang hanya dapat diterapkan pada queue yang menggunakan array. Operasi ini digunakan untuk mengecek kondisi queue dalam keadaan penuh. Caranya : melihat nilai pada variabel jumlah item. Jika nilainya = size-1 (dimana size adalah ukuran array) maka dapat diindikasikan queue dalam kondisi penuh. Operasi ini harus dapat mengembalikan nilai true jika queue penuh dan false jika sebaliknya.

22 Program isfull (Array)

23 (5) Operasi Dequeue Dequeue adalah proses pengambilan data pada queue. Ketika dequeue terjadi, element pada queue akan berkurang, yaitu element yang pertama kali ditambahkan. Pada Array : akan terjadi pergeseran data dari belakang ke depan. Rear berkurang 1. Pada linked list : front akan menunjuk pada node yang ditunjuk oleh head setelah operasi remove.

24 (5) Operasi POP...(lanjutan) Langkah-langkah : 1. Pengecekan queue dalam kondisi kosong dengan memanggil method isempty(). 2. Data dari element yang diambil akan menjadi return value (nilai yang dikembalikan) 3. Perubahan nilai pada variabel front dan rear

25 Program Dequeue (Array)

26 Program Dequeue (Linked List)

27 Program removefirst

28 (6) Operasi Enqueue Enqueue adalah proses penambahan element pada queue. Ketika enqueue terjadi, element pada queue akan bertambah 1. Posisi pointer rear akan bergeser menunjuk pada element baru yang ditambahkan. Pada array : rear akan di-increment. Pada linked list : rear akan menunjuk ke node baru yang ditunjuk oleh tail.

29 (6) Operasi Enqueue...(lanjutan) Langkah-langkah : 1. Penambahan element baru pada bagian belakang queue. 2. Perubahan posisi rear. Khusus untuk array, terlebih dahulu harus dicek kondisi queue penuh dengan memanggil method isfull(). Jika nilai yang dikembalikan true maka bisa ditampilkan pesan kesalahan atau dilakukan resizing array.

30 Program Enqueue (Array)

31 Program Rezising()

32 Program Enqueue (Linked List)

33 Program addlast

34 (7) Operasi peek Peek pada queue adalah proses pengaksesan element yang ditunjuk oleh front (yaitu element yang pertama kali ditambahkan). Operasi ini berbeda dengan enqueue karena tidak disertai dengan penghapusan data yang ada hanya pengaksesan (pengembalian data saja).

35 Program Peek (Array)

36 Program Peek (Linked List)

37 Contoh Penerapan Queue mailbox dalam komunikasi antar proses simulasi dan modeling (misalnya simulasi sistem pengendali lalu lintas udara) dalam memprediksi performansi Waiting Line pada Sistem Operasi

38 QUEUE DENGAN CIRCULAR ARRAY

39 Circular Array Mampu melakukan proses penghapusan elemen tanda melakukan pergeseran.

40 Aturan Circular Array 1. Proses penghapusan dilakukan dengan cara nilai depan (front) ditambah 1 : depan=depan Proses penambahan elemen sama dengan queue linear array yaitu nilai belakang ditambah 1 : belakang=belakang Jika depan = maks dan ada elemen yang akan dihapus, maka nilai depan = Jika belakang = maks dan depan tidak 1 maka jika ada elemen yang akan ditambahkan, nilai belakang=1. 5. Jika hanya tinggal 1 elemen di queue (depan = belakang), dan akan dihapus maka depan diisi 0 dan belakang diisi dengan 0 (queue kosong).

41 Circular Array

42 Proses Circular Array

43 Proses Circular Array

44 Class CircularQueue

45 Inisialisasi Awal class CircularQueue { private int maxsize; private int[] quearray; private int front; private int rear; private int nitems;

46 Constructor public CircularQueue(int s) { maxsize = s; quearray = new int[maxsize]; front = 0; rear = -1; nitems = 0; }

47 Method isempty() public boolean isempty() { return (nitems==0); }

48 Method peekfront() public int peekfront() { return quearray[front]; }

49 public void insert(int j) { if(rear == maxsize-1) rear = -1; quearray[++rear] = j; nitems++; } Method insert()

50 Method remove() public int remove() { int temp = quearray[front++]; if(front == maxsize) front = 0; nitems--; return temp; }

51 Method main() public static void main(string[] args) { CircularQueue thequeue = new CircularQueue(5); // queue holds 5 items System.out.println("front : " + thequeue.front + "rear : " + thequeue.rear); thequeue.insert(10); thequeue.insert(20); thequeue.insert(30); thequeue.insert(40); thequeue.remove(); System.out.println( remove 1x, front : " +thequeue.front +" rear : " +thequeue.rear); thequeue.insert(50); thequeue.insert(60); System.out.println("add 2 elemen, front : " +thequeue.front+"rear: +thequeue.rear); thequeue.remove(); System.out.println( remove 1x, front : " +thequeue.front+ rear : " +thequeue.rear); while(!thequeue.isempty() ) { int n = thequeue.remove(); System.out.print(n); System.out.print(" "); }

52 Pustaka Sartaj Sahni, Presentation L5 & L10 Jokonowo, Bambang S.Si, Pemrograman Berorientasi Obyek, Pusat pengembangan bahan ajar UMB, Noviyanto, Pemrograman Berorientasi Obyek (PBO) Array, 2005 Nugroho, Adi, Algoritma dan Struktur Data Dalam Bahasa Java, ANDI Yogyakarta, Michaell Waite, Data Structures and Algorithms in Java, SAMS, 2001