STRUKTUR DATA array stack dan queue
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
STRUKTUR DATA
array stack dan queue
Towers of Hanoi
Towers of Hanoi
Towers of Hanoi
Towers of Hanoi
Towers of Hanoi
Towers of Hanoi
Towers of Hanoi
Towers of Hanoi
Stack = tumpukan• Suatu susunan koleksi data dimana data dapat ditambahkan dan
dihapus selalu dilakukan pada bagian akhir data, yang disebut dengan top of stack (TOS)
• Stack bersifat LIFO (Last In First Out)
• “Benda yang terakhir masuk ke dalam stack akan menjadi yang pertama keluar dari stack
TV TV
VCD
Compo
TV
VCD
Compo
TV
VCD
Compo
Last In First Out
B
A
D
C
B
A
C
B
A
D
C
B
A
E
D
C
B
Atop
top
top
top
top
A
Stack Applications
• Real life
• Pile of books (tumpukan buku)
• Plate trays (tumpukan piring)
• More applications related to computer science
• Program execution stack (read more from your text)
• Evaluating expressions
Operasi Stack
• Push : digunakan untuk menambah item pada stack pada tumpukan paling atas
• Pop : digunakan untuk mengambil item pada stack pada tumpukan paling atas
• Clear : digunakan untuk mengosongkan stack
• IsEmpty : fungsi yang digunakan untuk mengecek apakah stack sudah kosong
• IsFull : fungsi yang digunakan untuk mengecek apakah stack sudah penuh
4
3
2
1
1
2
3
4
O
U
T
I
N
Stack with Array of Struct
• Definisikan Stack dengan menggunakan suatu struct
• Definisikan konstanta MAX_STACK untuk menyimpan maksimum isi stack
• Elemen struct Stack adalah array data dan top untuk menandakan posisi data teratas
• Buatlah variabel tumpuk sebagai implementasi dari struct Stack
• Deklarasikan operasi-operasi/function di atas dan buat implemetasinya
Program Stack
• Contoh deklarasi MAX_STACK
#define MAX_STACK 10
• Contoh deklarasi STACK dengan struct dan array datatypedef struct STACK{
int top;
int data[10];
};
• Deklarasi/buat variabel dari struct
STACK tumpuk;
Program Stack (2)
Inisialisasi Stack
• Pada mulanya isi top dengan -1, karena array dalam bahasa C dimulai dari 0, yang berarti bahwa data stack adalah KOSONG!
• Top adalah suatu variabel penanda dalam Stack yang menunjukkan elemen teratas data Stack sekarang. Top Of Stack akan selalu bergerak hingga mencapai MAX of STACK yang menyebabkan stack PENUH
Program Stack (2)
Ilustrasi Stack pada saat inisialisasi!
Program Stack (3)Fungsi IsFull
• Untuk memeriksa apakah stack sudah penuh?
• Dengan cara memeriksa top of stack, jika sudah sama dengan
MAX_STACK-1 maka full, jika belum (masih lebih kecil dari
MAX_STACK-1) maka belum full
Program Stack (4)• Ilustrasi Stack pada kondisi Full
Program Stack (5)Fungsi IsEmpty
• Untuk memeriksa apakah data Stack masih kosong?
• Dengan cara memeriksa top of stack, jika masih -1
maka berarti data Stack masih kosong!
int isEmpty()
{return (tumpuk.top==-1) ? 1:0;}
Program Stack (6)
Fungsi Push
• Untuk memasukkan elemen ke data Stack. Data yang diinputkan selalu menjadi elemen teratas Stack (yang ditunjuk oleh ToS)
• Jika data belum penuh, • Tambah satu (increment) nilai top of stack lebih
dahulu setiap kali ada penambahan ke dalam array data Stack.
• Isikan data baru ke stack berdasarkan indeks top of stack yang telah di-increment sebelumnya.
• Jika tidak, outputkan “Penuh”
Program Stack (7)
Program Stack (8)
Fungsi Pop
• Untuk mengambil data Stack yang terletak paling atas (data yang ditunjuk oleh TOS).
• Tampilkan terlebih dahulu nilai elemen teratas stack dengan mengakses indeksnya sesuai dengan top of stacknya, baru dilakukan di-decrement nilai top of stacknya sehingga jumlah elemen stack berkurang.
Program Stack (9)
Program Stack (10)
• Fungsi Print
• Untuk menampilkan semua elemen-elemen data Stack
• Dengan cara me-loop semua nilai array secara terbalik, karena kita harus mengakses dari indeks array tertinggi terlebih dahulu baru ke indeks yang lebih kecil!
Program Stack (11)
Fungsi Peek
• Digunakan untuk melihat top of stack
Studi Kasus Stack
• Pembuatan Kalkulator SCIENTIFIC
• Misalkan operasi: 3 + 2 * 5
• Operasi di atas disebut notasi infiks, notasi infiks tersebut harus diubah lebih dahulu menjadi notas postfix
• 3 + 2 * 5 notasi postfiksnya adalah 3 2 5 * +
Studi Kasus Stack (2) – Infix to Postfix
• Baca soal dari depan ke belakang
• Jika berupa operand, maka masukkan ke posftix
• Jika berupa operator, maka:
• Jika stack masih kosong, push ke stack
• Jika derajat operator soal > derajat operator top of stack
• Push operator soal ke stack
• Selama derajat operator soal <= derajat operator top of stack
• Pop top of stack dan masukkan ke dalam posfix
• Setelah semua dilakukan, push operator soal ke stack
• Jika sudah semua soal dibaca, pop semua isi stack dan push ke postfix sesuai dengan urutannya
3 + 2 * 5
stack
posftix
Studi Kasus Stack (3)
Contoh lain• a+b*c-d
• Stack (kosong) dan Postfik (kosong)
• Scan a• Postfik: a
• Scan +• Stack: +
• Scan b• Postfik: ab
• Scan *, karena ToS (+) < *, maka add ke Stack• Stack: +*
Contoh• Scan c
• Postfik: abc
• Scan –, karena * > -, maka pop Stack, dan add ke Postfik
• Stack: +
• Postfik: abc*
• Karena + >= -, maka pop Stack, dan add ke Postfik, karena Stack kosong, maka push – ke stack
• Stack: -
• Postfik: abc*+
• Scan d
• Postfik: abc*+d
• Karena sudah habis, pop ToS stack ke Posfix
• Postfix: abc*+d-
Postfix Evaluator• Scan Postfix string dari kiri kekanan.
• Siapkan sebuah stack kosong.
• Jika soal adalah operand, tambahkan ke stack. Jika operator, maka pasti akan ada minimal 2 operand pada stack• Pop dua kali stack, pop pertama disimpan dalam y, dan pop
kedua ke dalam x. Lalu evaluasi x <operator> y. Simpan hasilnya dan push ke dalam stack lagi.
• Ulangi hingga seluruh soal discan.
• Jika sudah semua, elemen terakhir pada stack adalah hasilnya.
• Jika lebih dari satu elemen, berarti error!
Contoh 325*+
Queue/Antrian
Queue
What is the difference?
• Stack – a container that allows push and pop
• Queue - a container that allows enqueue and dequeue
39
• queue: A list with the restriction that insertions are done at one end and deletions are done at the other• First-In, First-Out ("FIFO”)
• Elements are stored in order ofinsertion but don't have indexes.
• Client can only add to the end of thequeue, and can only examine/removethe front of the queue.
• basic queue operations:• add (enqueue): Add an element to the back.
• remove (dequeue): Remove the front element.
• peek: Examine the element at the front.
Queue Applications
• Real life examples
• Waiting in line
• Waiting on hold for tech support
• Applications related to Computer Science
• Threads
• Job scheduling (e.g. Round-Robin algorithm for CPU
allocation)
Queues in computer science
41
• Operating systems:
• queue of print jobs to send to the printer
• queue of programs / processes to be run
• queue of network data packets to send
• Programming:
• modeling a line of customers or clients
• storing a queue of computations to be performed in order
• Real world examples:
• people on an escalator or waiting in a line
• cars at a gas station (or on an assembly line)
Queue Linier Array• Terdapat satu buah pintu masuk di suatu ujung dan satu buah
pintu keluar di ujung satunya
• Sehingga membutuhkan 2 variabel: Head dan Tail
Queue Dengan Array
• Bersifat FIFO (First In First Out)
• Elemen yang pertama masuk ke antrian akan keluar pertama
kalinya
• DEQUEUE adalah mengeluarkan satu elemen dari suatu
Antrian
• Antrian dapat dibuat dengan menggunakan: Liniear Array dan
Circular Array
A
B
A
C
B
A
D
C
B
A
D
C
Brear
front
rear
front
rear
front
rear
front
rear
front
First In First Out
The Queue Operations
A queue is like a line of people waiting for a bank teller. The queue has a frontand a rear.
$ $
Front
Rear
The Queue Operations
New people must enter the queue at the rear. it is usually called an enqueue operation.
$ $
Front
Rear
The Queue Operations
When an item is taken from the queue, it always comes from the front. it is usually called a dequeue operation.
$ $
Front
Rear
48
Queue
• Queue: First In First Out (FIFO)
• Toll Station
• Car comes, pays, leaves
• Check-out in Big Y market
• Customer comes, checks out and leaves
• More examples: Printer, Office Hours, …
ABCD OutputInput
49
More Examples of Queue
• In our daily life
• Airport Security Check
• Cinema Ticket Office
• Bank, ATM
• Anything else ?
50
What Is Queue
• Queue is an abstract data type
• Adding an entry at the rear
• Deleting an entry at the front
frontrear
Adding DeletingABC
51
Abstract Data Types
• Queue
• Operating on both ends
• Operations: EnQueue(in), DeQueue(out)
frontrear
enqueue dequeueABC
52
QueueQueue is FIFO ( First-In First-Out)
A queue is open at two ends. You can only add entry
(enqueue) at the rear , and delete entry (dequeue) at the
front.
Note that you cannot add/extract entry in the middle of the
queue.
53
Applications of Queue
• Printing Job Management
• Packet Forwarding in Routers
• Message queue in Windows
• I/O buffer
54
Printing Job Management
• Many users send their printing jobs to a public printer
• Printer will put them into a queue according to the arrival
time and print the jobs one by one
• These printing documents are A.doc, B.doc, C.doc and
D.doc
55
Printing Queue
Now printing A.doc
A.doc is finished. Now printing B.doc
Now still printing B.docD.doc comes
• A.doc B.doc C.doc arrive to printer.
ABC
BC
BCD
CD
D
B.doc is finished. Now printing C.doc
C.doc is finished. Now printing D.doc
56
First-in First-out (FIFO)
When we enqueue
entries in the queue and
then dequeue them one
by one, we will get the
items in the same order.
The first one
enqueued is the first
one dequeued.
(FIFO)
ABC
A
AB
BC
C
A, B, C come in
A, B, C come out
Queue Operation
◼ Empty Queue
Enqueue(70)
Queue Operation
◼ Enqueue(80)
◼ Enqueue(50)
Queue Operation
◼ Dequeue()
◼ Dequeue()
Queue Operation
◼ Enqueue(90)
◼ Enqueue(60)
Ditambahkan antrian.tail--;
Queue (2)
• Operasi-operasi:
Create()
• Untuk menciptakan dan menginisialisasi Queue
• Dengan cara membuat Head dan Tail = -1
Queue (3)
Queue (4)
• IsEmpty()
• Untuk memeriksa apakah Antrian sudah penuh atau belum
• Dengan cara memeriksa nilai Tail, jika Tail = -1 maka empty
• Kita tidak memeriksa Head, karena Head adalah tanda untuk kepala antrian (elemen pertama dalam antrian) yang tidak akan berubah-ubah
• Pergerakan pada Antrian terjadi dengan penambahan elemen Antrian kebelakang, yaitu menggunakan nilai Tail
Queue (5)
Queue (6)
Fungis IsFull
• Untuk mengecek apakah Antrian sudah penuh
atau belum
• Dengan cara mengecek nilai Tail, jika Tail >=
MAX-1 (karena MAX-1 adalah batas elemen
array pada C) berarti sudah penuh
Queue (7)
Enqueue
• Untuk menambahkan elemen ke dalam Antrian,
penambahan elemen selalu ditambahkan di elemen paling
belakang
• Penambahan elemen selalu menggerakan variabel Tail
dengan cara increment counter Tail terlebih dahulu
Queue (8)
Queue (9)
• Dequeue()
• Digunakan untuk menghapus elemen terdepan/pertama
(head) dari Antrian
• Dengan cara menggeser semua elemen antrian kedepan
dan mengurangi Tail dgn 1
• Penggeseran dilakukan dengan menggunakan looping
Queue (10)
Ditambahkan antrian.tail--;
Queue (11)
• Clear()
• Untuk menghapus elemen-elemen Antrian dengan cara
membuat Tail dan Head = -1
• Penghapusan elemen-elemen Antrian sebenarnya tidak
menghapus arraynya, namun hanya mengeset indeks
pengaksesan-nya ke nilai -1 sehingga elemen-elemen
Antrian tidak lagi terbaca
Queue (12)
Queue (13)
• Tampil()
• Untuk menampilkan nilai-nilai elemen Antrian
• Menggunakan looping dari head s/d tail
Soal
• Tambahkanlah function untuk mencari suatu elemen dalam queue & stack
• Tambahkan function untuk mengedit suatu elemen dalam queue & stack
• Carilah nilai total, rata-rata, terbesar dan terkecil dari elemen-elemen queue dalam function tersendiri
NEXT : Pengenalan Pointer dan Function by Ref.
Related Documents
