Definisi Queue Jika diartikan secara harafiah, queue berarti antrian, queue merupakan salah satu contoh aplikasi dari pembuatan double linked list yang cukup sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari, misalnya saat Anda mengantri di loket untuk membeli tiket.
Istilah yang cukup sering dipakai seseorang masuk dalam sebuah antrian adalah enqueue. Dalam suatu antrian, yang dating terlebih dahulu akan dilayani lebih dahulu. Istilah yang sering dipakai bila seseorang keluar dari antrian adalah dequeue. Walaupun berbeda implementasi, struktur data queue setidaknya harus memiliki operasi-operasi sebagai berikut :
EnQueue Memasukkan data ke dalam antrian
DeQueue Mengeluarkan data terdepan dari antrian
Clear Menghapus seluruh antrian
IsEmpty Memeriksa apakah antrian kosong
IsFull Memeriksa apakah antrian penuh
. Implementasi Queue dengan Linear Array
Linear Array
Linear array adalah suatu array yang dibuat seakan-akan merupakan suatu garis lurus
dengan satu pintu masuk dan satu pintu keluar.
Berikut ini diberikan deklarasi kelas Queue Linear sebagai implementasi dari Queue
menggunakan linear array. Dalam prakteknya, anda dapat menggantinya sesuai dengan
kebutuhan Anda. Data diakses dengan field data, sedangkan indeks item pertama dan
terakhir disimpan dalam field Head dan Tail. Konstruktor akan menginisialisasikan
nilai Head dan Tail dengan -1 untuk menunjukkan bahwa antrian masih kosong dan
mengalokasikan data sebanyak MAX_QUEUE yang ditunjuk oleh Data. Destruktor akan
mengosongkan antrian kembali dan mendealokasikan memori yang digunakan oleh
antrian.
Operasi-Operasi Queue dengan Linear Array
IsEmpty
Fungsi IsEmpty berguna untuk mengecek apakah queue masih kosong atau sudah berisi
data. hal ini dilakukan dengan mengecek apakah tail bernilai -1 atau tidak. Nilai -1
menandakan bahwa queue masih kosong.
IsFull
Fungsi IsFull berguna untuk mengecek apakah queue sudah penuh atau masih bisa
menampung data dengan cara mengecek apakah nilai tail sudah sama dengan jumlah
maksimal queue. Jika nilai keduanya sama, berarti queue sudah penuh.
EnQueue
Fungsi EnQueue berguna untuk memasukkan sebuah elemen dalam queue.
DeQueue
Fungsi DeQueue berguna untuk mengambil sebuah elemen dari queue. Operasi ini
sering disebut juga serve. Hal ini dilakukan dengan cara memindahkan sejauh satu
langkah ke posisi di depannya sehingga otomatis elemen yang paling depan akan
tertimpa dengan elemen yang terletak di belakangnya.
Clear
Fungsi Clear berguna untuk menghapus semua lemen dalam queue dengan jalan
mengeluarkan semua elemen tersebut satu per satu hingga queue kosong dengan
memanfaatkan fungsi DEQueue.
Implementasi Queue dengan Circular Array
Circular Array
Circular array adalah suatu array yang dibuat seakan-akan merupakan sebuah
lingkaran dengan titik awal (head) dan titik akhir (tail) saling bersebelahan jika array
tersebut masih kosong.
Posisi head dan tail pada gambar diatas adalah bebas asalkan saling bersebelahan.
Berikut ini diberikan deklarasi kelas Queue Circular sebagai implementasi circular
array. Dalam prakteknya, Anda dapat menggantikanny sesuai dengan kebutuhan Anda.
Data diakses dengan field data, sedangkan indeks itemn pertama dan terakhir disimpan
dalam field Head dan Tail. Konstruktor akan menginisialisasi nilai Head dan Tail
dengan 0 dan MAX-QUEUE-1 untuk menunjukkan bahwa antrian masih kosong dan
mengalokasikan data sebanyak MAX-QUEUE yang ditunjuk oleh Data. destruktor akan
mengosongkan antrian kembali dan mendealokasikan memori yang digunakan oleh
antrian.
Operasi-Operasi Queue dengan Circular Array
IsEmpty
Fungsi IsEmpty berguna untuk mengecek apakah Queue masih kosong atau sudah
berisi. Hal ini dilakukan dengan mengecek apakah tail masih terletak bersebelahan
dengan head dan tail lebih besar dari head atau tidak. Jika benar, maka queue masih
kosong.
IsFull
Fungsi IsFull berguna untuk mengecek apakah queue sudah penuh atau masih bias
menampung data dengan cara mengecek apakah tempat yang masih kosong tinggal
satu atau tidak (untuk membedakan dengan empty dimana semua tempat kosong). Jika
benar berarti queue penuh.
EnQueue
Fungsi EnQueue berguna untuk memasukkan sebuah elemen ke dalam queue tail dan
head mula-mula bernilai nol (0).
DeQueue
DeQueue berguna untuk mengambil sebuah elemen dari queue. Hal ini dilakukan
dengan cara memindahkan posisi head satu langkah ke belakang.
Implementasi Queue dengan Double Linked List
Selain menggunakan array, queue juga dapat dibuat dengan linked list. Metode linked
list yang digunakan adalah double linked list.
Operasi-operasi Queue dengan Double Linked List
IsEmpty
Fungsi IsEmpty berguna untuk mengecek apakah queue masih kosong atau sudah berisi
data. Hal ini dilakukan dengan mengecek apakah head masih menunjukkan pada Null
atau tidak. Jika benar berarti queue masih kosong.
IsFull
Fungsi IsFull berguna untuk mengecek apakah queue sudah penuh atau masih bias
menampung data dengan cara mengecek apakah Jumlah Queue sudah sama dengan
MAX_QUEUE atau belum. Jika benar maka queue sudah penuh.
EnQueue
Fungsi EnQueue berguna untuk memasukkan sebuah elemen ke dalam queue (head
dan tail mula-mula meunjukkan ke NULL).
DeQueue
Procedure DeQueue berguna untuk mengambil sebuah elemen dari queue. Hal ini
dilakukan dengan cara menghapus satu simpul yang terletak paling depan (head).
Queue
Stack
STACK atau TUMPUKAN adalah suatu struktur data yang seolah-olah terlihat
seperti data yang tersusun secara ‘menumpuk’, dimana ada data yang terletak
diatas data yang lainnya.
•Bersifat LIFO (Last In First Out), berarti data yang masuk terakhir akan keluar
pertama.
•Operasi pada Stack :
- IsFull : M mengecek apakah STACK sudah penuh
- IsEmpty : M mengecek apakah STACK sudah kosong
- Push : M menambah data pada STACK pada tumpukan paling atas
- Pop atas : M mengambil data pada STACK pada tumpukan paling
- Print : M mencetak semua data dalam tumpukan
Stack dengan Array
Sesuai dengan sifat stack, pengambilan / penghapusan di elemen dalam stack harus
dimulai dari elemen teratas.
Operasi-operasi pada Stack dengan Array
IsFull
Fungsi ini memeriksa apakah stack yang ada sudah penuh. Stack penuh jika puncak
stack terdapat tepat di bawah jumlah maksimum yang dapat ditampung stack atau
dengan kata lain Top = MAX_STACK -1.
Push
Fungsi ini menambahkan sebuah elemen ke dalam stack dan tidak bisa dilakukan lagi
jika stack sudah penuh.
IsEmpty
Fungsi menentukan apakah stack kosong atau tidak. Tanda bahwa stack kosong adalah
Top bernilai kurang dari nol.
Pop
Fungsi ini mengambil elemen teratas dari stack dengan syarat stack tidak boleh kosong.
Clear
Fungsi ini mengosongkan stack dengan cara mengeset Top dengan -1. Jika Top bernilai
kurang dari nol maka stack dianggap kosong.
Retreive
Fungsi ini untuk melihat nilai yang berada pada posisi tumpukan teratas.
Double Stack dengan Array
Metode ini adalah teknik khusus yang dikembangkan untuk menghemat pemakaian
memori dalam pembuatan dua stack dengan array. Intinya adalah penggunaan hanya
sebuah array untuk menampung dua stack.
Tampak jelas bahwa sebuah array dapat dibagi untuk dua stack, stack 1 bergerak ke atas
dan stack 2 bergerak ke bawah. Jika Top1 (elemen teratas dari Stack 1) bertemu dengan
Top 2 (elemen teratas dari Stack 2) maka double stack telah penuh.
Implementasi double stack dengan array adalah dengan memanfaatkan operasi-operasi
yang tidak berbeda jauh dengan operasi single stack dengan array.
Operasi-operasi Double Stack Array
IsFull
Fungsi ini memeriksa apakah double stack sudah penuh. Stack dianggap penuh jika
Top[0] dan Top[1] bersentuhan sehingga stack tida memiliki ruang kosong. Dengan kata
lain, (Top[0] + 1) > Top[1].
Push
Fungsi ini memasukkan sebuah elemen ke salah satu stack.
IsEmpty
Fungsi memeriksa apakah stack pertama atau stack kedua kosong. Stack pertama
dianggap kosong jika puncak stack bernilai kurang dari nol, sedangkan stack kedua
dianggap kosong jika puncak stack sama atau melebihi MAX_STACK.
Pop
Fungsi ini mengeluarkan elemen teratas dari salah satu stack
Clear
Fungsi ini mengosongkan salah satu stack.
Stack dengan Single Linked List
Selain implementasi stack dengan array seperti telah dijelasnkan sebelumnya, ada cara
lain untuk mengimplementasi stack dalam C++, yakni dengan single linked list.
Keunggulannya dibandingkan array tebtu saja adalah penggunaan alokasi memori yang
dinamis sehingga menghindari pemborosan memori. Misalnya saja pada stack dengan
array disediakan tempat untuk stack berisi 150 elemen, sementara ketika dipakai oleh
user stack hanya diisi 50 elemen, maka telah terjadi pemborosan memori untuk sisa 100
elemen, yang tak terpakai. Dengan penggunaan linked list maka tempat yang
disediakan akan sesuai dengan banyaknya elemen yang mengisi stack. Oleh karena itu
pula dalam stack dengan linked list tidak ada istilah full, sebab biasanya program tidak
menentukan jumlah elemen stack yang mungkin ada (kecuali jika sudah dibatasi oleh
pembuatnya). Namun demikian sebenarnya stack ini pun memiliki batas kapasitas,
yakni dibatasi oleh jumlah memori yang tersedia.
Operasi-operasi untuk Stack dengan Linked List
IsEmpty
Fungsi memeriksa apakah stack yang adamasih kosong.
Push
Fungsi memasukkan elemen baru ke dalam stack. Push di sini mirip dengan insert
dalam single linked list biasa.
Pop
Fungsi ini mengeluarkan elemen teratas dari stack.
Clear
Fungsi ini akan menghapus stack yang ada.
Linked List
Array merupakan variable yang bersifat statis (ukuran dan urutannya sudah pasti).
Selain itu, ruang memori yang dipakai olehnya tidak dapat dihapus bila array tersebut sudah tidak digunakan lagi pada saat program dijalankan.
Untuk memecahkan masalah di atas, kita dapat menggunakan variabel pointer. Tipe data pointer bersifat dinamis, variabel akan dialokasikan hanya pada saat dibutuhkan dan sesudah tidak dibutuhkan dapat direlokasikan kembali. Setiap ingin menambahkan data, Anda selalu menggunakan variabel pointer yang baru, akibatnya Anda akan membutuhkan banyak sekali pointer.
Oleh karena itu, ada baiknya jika Anda hanya menggunakan satu variabel pointer saja untuk menyimpan banyak data dengan metode yang kita sebut Linked List. Linked list adalah sekumpulan elemen bertipe sama, yang mempunyai keterurutan tertentu, yang setiap elemennya terdiri dari dua bagian. Linked adalah koleksi obyek heterogen dengan sifat setiap obyek (kecuali obyek terakhir) mempunyai penerus dan setiap obyek (kecuali obyek pertama) mempunyai pendahulu. Salah satu penggunaan pointer adalah untuk membuat linked list atau senarai berantai. Linked list sendiri dapat diartikan sebagai sekumpulan komponen yang saling berhubungan (berantai) dengan bantuan pointer. Perhatikan ilustrasi berikut untuk lebih jelasnya.
