Kamis, 04 Juni 2009

TREE

Merupakan salah satu bentuk struktur data tidak linear yang menggambarkan hubungan yang bersifat hirarkis (hubungan one to many) antara elemen-elemen. Tree bisa didefinisikan sebagai kumpulan simpul/node dengan satu elemen khusus yang disebut Root dan node lainnya terbagi menjadi himpunan-himpunan yang saling tak berhubungan satu sama lainnya (disebut subtree). Untuk jelasnya, di bawah akan diuraikan istilah-istilah umum dalam tree :

a) Prodecessor : node yang berada diatas node tertentu.

b) Successor : node yang berada di bawah node tertentu.

c) Ancestor : seluruh node yang terletak sebelum node tertentu dan terletak pada jalur yang sama.

d) Descendant : seluruh node yang terletak sesudah node tertentu dan terletak pada jalur yang sama.

e) Parent : predecssor satu level di atas suatu node.

f) Child : successor satu level di bawah suatu node.

g) Sibling : node-node yang memiliki parent yang sama dengan suatu node.

h) Subtree : bagian dari tree yang berupa suatu node beserta descendantnya dan memiliki semua karakteristik dari tree tersebut.

i) Size : banyaknya node dalam suatu tree.

j) Height : banyaknya tingkatan/level dalam suatu tree.

k) Root : satu-satunya node khusus dalam tree yang tak punya predecssor.

l) Leaf : node-node dalam tree yang tak memiliki seccessor.

m) Degree : banyaknya child yang dimiliki suatu node.

Beberapa jenis Tree yang memiliki sifat khusus :

1) Binary Tree

Binary Tree adalah tree dengan syarat bahwa tiap node hanya boleh memiliki maksimal dua subtree dan kedua subtree tersebut harus terpisah. Sesuai dengan definisi tersebut, maka tiap node dalam binary tree hanya boleh memiliki paling banyak dua child.


Jenis-jenis Binary Tree :

a) Full Binary Tree

Binary Tree yang tiap nodenya (kecuali leaf) memiliki dua child dan tiap subtree harus mempunyai panjang path yang sama.


b) Complete Binary Tree

Mirip dengan Full Binary Tree, namun tiap subtree boleh memiliki panjang path yang berbeda. Node kecuali leaf memiliki 0 atau 2 child.


c) Skewed Binary Tree

akni Binary Tree yang semua nodenya (kecuali leaf) hanya memiliki satu child.


Implementasi Binary Tree

Binary Tree dapat diimplemntasikan dalam Pascal dengan menggunakan double Linked List. Untuk nodenya, bisa dideklarasikan sbb :

Type Tree = ^node;

Node = record

Isi : TipeData;

Left,Right : Tree;

end;

Contoh ilustrasi Tree yang disusun dengan double linked list :


(Ket: LC=Left Child; RC=Right Child)

Operasi-operasi pada Binary Tree :

v Create : Membentuk binary tree baru yang masih kosong.

v Clear : Mengosongkan binary tree yang sudah ada.

v Empty : Function untuk memeriksa apakah binary tree masih kosong.

v Insert : Memasukkan sebuah node ke dalam tree. Ada tiga pilihan insert: sebagai root, left child, atau right child. Khusus insert sebagai root, tree harus dalam keadaan kosong.

v Find : Mencari root, parent, left child, atau right child dari suatu node. (Tree tak boleh kosong)

v Update : Mengubah isi dari node yang ditunjuk oleh pointer current. (Tree tidak boleh kosong)

v Retrieve : Mengetahui isi dari node yang ditunjuk pointer current. (Tree tidak boleh kosong)

v DeleteSub : Menghapus sebuah subtree (node beserta seluruh descendantnya) yang ditunjuk current. Tree tak boleh kosong. Setelah itu pointer current akan berpindah ke parent dari node yang dihapus.

v Characteristic : Mengetahui karakteristik dari suatu tree, yakni : size, height, serta average lengthnya. Tree tidak boleh kosong. (Average Length = [jumlahNodeLvl1*1+jmlNodeLvl2*2+…+jmlNodeLvln*n]/Size)

v Traverse : Mengunjungi seluruh node-node pada tree, masing-masing sekali. Hasilnya adalah urutan informasi secara linier yang tersimpan dalam tree. Ada tiga cara traverse : Pre Order, In Order, dan Post Order.

Langkah-Langkahnya Traverse :

Ø PreOrder : Cetak isi node yang dikunjungi, kunjungi Left Child, kunjungi Right Child.

Ø InOrder : Kunjungi Left Child, Cetak isi node yang dikunjungi, kunjungi Right Child.

Ø PostOrder : Kunjungi Left Child, Kunjungi Right Child, cetak isi node yang dikunjungi.

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh operasi-operasi pada Binary Tree berikut ini :

2) Binary search Tree

Adalah Binary Tree dengan sifat bahwa semua left child harus lebih kecil daripada right child dan parentnya. Juga semua right child harus lebih besar dari left child serta parentnya. Binary seach tree dibuat untuk mengatasi kelemahan pada binary tree biasa, yaitu kesulitan dalam searching / pencarian node tertentu dalam binary tree. Contoh binary search tree umum :

Pada dasarnya operasi dalam binary search tree sama dengan Binary tree biasa, kecuali pada operasi insert, update, dan delete.




1. Insert : Pada Binary Search Tree, insert dilakukan setelah ditemukan lokasi yang tepat. (Lokasi tidak ditentukan oleh user sendiri).


2. Update : Seperti pada Binary Tree biasa, namun disini uapte akan berpengaruh pada posisi node tersebut selanjutnya. Bila setelah diupdate mengakibatkan tree tersebut bukan Binary Search Tree lagi, maka harus dilakukan perubahan pada tree dengan melakukan perubahan pada tree dengan melakukan rotasi supaya tetap menjadi Binary Search Tree.

3. Delete : Seperti halnya update, delete dalam Binary Search Tree juga turut mempengaruhi struktur dari tree tersebut.

(Keadaan awal merupakan lanjutan gambar sebelumnya)

Pada operasi di samping, delete dilakukan terhadap Node dengan 2 child. Maka untuk menggantikannya, diambil node paling kiri dari Right SubTree yaitu 13.

QUEUE ( ANTRIAN )

-à Kumpulan data dimana data masuk dan keluar pada ujung yang berbeda.

-à Konsep utama FIFO ( Fisrt In First Out ).

Contoh:



Data nomor 1 datang/masuk dan keluar duluan.

Algoritma:

  1. Input/tambah data
    • Jika ada input maka no antrian yang semula 0 akan tambah 1 demi 1 sampai maksimal antrian.

  1. Hapus/Pengambilan data

· Jika ada pengambilan data maka data dipindahkan di variabel lain contohnya temp, antrian ke-dua akan maju ke antrian pertama dan seterusnya. Dan jumlah antrian yang semula maksimal akan berkurang 1 demi 1 sampai antrian 0 kembali.

  1. Deklarasi Queue

Type

Const

Max = 5;

Nama record = Record

Data : type data;

Top : byte;

End;

Nama_array = ARRAY [1..max] of Nama record;

Var

Antri : nama Array;

Nama Array-----à Barang

Nama Record---à Coba

Nama Variabel--à Antri

Contoh Deklarasi dari gambar diatas:

Type

Coba = record

Data :string;

Top : byte;

End;

Barang = ARRAY [1..4] of coba;

Var Antri:barang;

  1. Operasi pada queue

· CREATE

Membuat antrian baru yang masih kosong.

Procedure create;

Begin

antri.top:=0;

End;

· FULL

Untuk memeriksa apakah antrian sudah penih..

Fuction full:bolean;

Begin

antri.top:=max;

End;

· PUSH

Menambah sebuah elemen ( data ) kedalam antrian.

Syarat: tidak bisa dilakukan jika antrian sudah penuh.

Procedure push ( input:string );

Begin

If not full then

Begin

antri.top:=antri.top;

antri.data:=input;

End;

End;

· EMPTY

Fuction empty: bolean;

Begin

Empty:=false;

If top:=0 then empty:=true;

End;

· POP

Mengambil 1 elemen dari sebuah antrian.

Syarat: antrian tidak boleh kosong.

Procedure Pop ( elemen:string );

Begin

If not empty then

Begin

Elemen:=antri.data;

antri.top:=top – 1;

End;

End;

Contoh:




Program antrian_1;

Uses wincrt;

Type

Data= array [1..3] of string;

Var

D: data;

I, antri: integer;

Temp: string;

Begin

Antri:=0;

{untuk input}

For I:=1 to 3 do

Begin

Writeln(’masukkan nama ke’,’ ’,i);

Readln(d[i]);

Antri:=antri+1;

End;

{untuk Output}

For I:=1 to 3 do

Begin

Temp:=d[i];

Antri:=antri-1;

End;

{lihat output di var temp setelah pengambilan }

Writeln(’hasil var temp=’,temp);

Readln;

End.

SORT

Definisi Sort

Sort adalah proses pengurutan data yang sebelumnya disusun secara acak sehingga menjadi tersusun secara teratur menurut suatu aturan tertentu.

Pada umumnya terdapat 2 jenis pengurutan :

v Ascending (Naik)

v Descending (Turun)

Contoh :

Data Acak : 5 6 8 1 3 25 10

Terurut Ascending : 1 3 5 6 8 10 25

Terurut Descending : 25 10 8 6 5 3 1

Untuk melakukan proses pengurutan tersebut dapat digunakan berbagai macam cara / metoda. Beberapa metoda diantaranya :

a) Buble / Exchange Sort

b) Selection Sort

c) Insertion Sort

d) Quick Sort

Bubble / Exchange Sort

Memindahkan elemen yang sekanag dengan elemen yang berikutnya, jika elemen sekarang > elemen berikutnya, maka tukar

Proses :

Langkah 1 :


Pengecekan dapat dimulai dari data paling awal atau paling akhir. Pada contoh di samping ini pengecekan di mulai dari data yang paling akhir. Data paling akhir dibandingkan dengan data di depannya, jika ternyata lebih kecil maka tukar. Dan pengecekan yang sama dilakukan terhadap data yang selanjutnya sampai dengan data yang paling awal.

Langkah 2 :

Proses di atas adalah pengurutan data dengan metoda bubble ascending.

Untuk yang descending adalah kebalikan dari proses diatas.

Berikut penggalan listing program Procedure TukarData dan Procedure Bubble Sort.

Procedure TukarData

Procedure TukarData(var a,b : word);

Var c : word;

Begin

c:=a;

a:=b;

b:=c;

end;

Procedure Bubble Sort Ascending

Procedure Asc_Bubble(var data:array; jmldata:integer);

Var i,j : integer;

Begin

For i:= 2 to jmldata do

For j:= jmldata downto I do

If data[j] <>

Tukardata (data[j], data[j-1]);

end;

Untuk pengurutan secara descending anda hanya perlu menggantikan baris ke-6 dengan berikut ini :

If data[j] > data[j-1] then

Selection Sort

Membandingkan elemen yang sekarang dengan elemen yang berikutnya sampai dengan elemen yang terakhir. Jika ditemukan elemen lain yang lebih kecil dari elemen sekarang maka dicatat posisinya dan kemudian ditukar. Dan begitu seterusnya.

Operasi pada Array

Sifat masing-masing elemen array mengikuti jenis data yang dimilikinya, untuk array dengan tipe bilangan integer atau real kita bisa melakukan berbagai standar operasi aritmatika seperti penjumlahan, perkalian, pengurangan, dsb. Yang perlu di garis bawahi, bahwa sifat dari array dimanfaatkan untuk operasi matrik.
a. Mencari Harga Tertentu pada Array
Mencari suatu elemen data di dalam suatu data merupakan suatu kejadian yang sering kita alami, contoh: mencari nama mahasiswa dari daftar presensi. Pencarian beruntun (sequence), merupakan suatu teknik untuk mencari suatu elemen dalam suatu sistim yang lebih besar. Contoh. Misal array A[8], dengan elemen sbb: A 60 12 76 23 11 42 18 42 Untuk mencari apakah bilangan x=11 ada didalam tabel maka dilakukan pemeriksaan terhadap :60 12 76 23 11Sehingga ditemukan x pada elemen ke-5, dalam bahasa PASCAL diterjemahkan seperti berikut:
type PITA = ARRAY [1..8] of integer; var AKU: PITA;procedure CARI_MATRIK(AKU: PITA); var i: integer; {faktor pengulang} begin for i:=1 to 8 do begin if AKU[i]:= 11 then writeln(‘ terdapat bilangan 11 dalam pita ini ‘); else writeln(‘ tidak ada bilangan 11, pencarian berhenti ‘); end; end;

b. Mencari Harga Maksimum pada Array
Misal array di atas kita cari harga yang tertinggi, maka kita perlu menentukan nilai tertinggi dahulu sebelum melakukan pencarian ; diawali dengan nilai maksimum=0
procedure CARI_MAKSIMUM(AKU: PITA); var i: integer; {faktor pengulang} MAKS : integer; begin MAKS := AKU[1]; for i:=1 to 8 do begin if AKU[i]> MAKS then MAKS:= AKU[i]; End; Writeln(‘NILAI MAKSIMUM = ’,MAKS); end;

Dasar Bahasa PASCAL

Unsur-unsur Pemrograman
a. Mendapatkan data dengan membaca data dari default input (key board, file atau sumber data lainnya).
b. Menyimpan data ke dalam memori dengan struktur data yang sesuai,
c. Memproses data dengan instruksi yang tepat.
d. Menyajikan atau mengirimkan hasil olahan data ke default output (monitor, file atau tujuan lainnya). Jenis identifier

a. Identifier umum
Merupakan identifier yang didefinisikan sendiri oleh pemrogram. Pemrogram mempunyai kebebasan untuk menentukan nama identifiernya, dengan syarat nama tersebut tidak sama dengan identifier standar dan reserved word yang akan dibahas lebih lanjut. Hal ini untuk mencegah kesalahan yang bisa timbul akibat tumpang tindih identifier dalam program.
b. Identifier Standar (Baku)
Merupakan identifier yang didefinisikan oleh pembuat kompiler Pascal. Biasanya pembuat kompiler menyediakan suatu library yang sudah ada didalam kompiler. Library berisi berbagai procedure, fungsi atau unit yang sudah siap pakai. Misalnya Turbo Pascal Windows 1.5 memiliki suatu unit untuk memproses output yaitu wincrt, gotoxy, yang dengan mudah bisa dipakai oleh programmer di dalam menuliskan kode-kode programnya. Dinamai Identifier Standar karena suatu kompiler tidak harus memilikinya, masing-masing kompiler dimungkinkan mempunyai identifier yang berbeda untuk suatu tugas yang hampir sama. Misalnya Turbo Pascal versi DOS menggunakan crt untuk melakukan fungsi yang sama dengan wincrt (TPW 1.5). Beberapa Identifier Standar yang dimiliki oleh kompiler-kompiler Pascal antara lain:
abs arctan boolean char cos dispose eof eoln exp false input integer ln maxint new odd ord output pack page pred read readln real reset rewrite round sin sqr sqrt succ text true trunc write writeln
c. Identifier "reserved word", yaitu yang sudah didefinisikan dan digunakan oleh bahasa PASCAL sendiri (Kita tidak bisa menamai identifier kita dengan ini).
and array begin case const div do downto else end file for forward function goto if in label mod nil not of or packed procedure program record repeat set then to type until var while with
RECORD (REKAMAN)
Sebuah record rekaman disusun oleh beberapa field. Tiap field berisi data dari tipe dasar / bentukan tertentu. Record mempunyai kelebihan untuk menyimpan suatu sekumpulan elemen data yang berbeda-beda tipenya (di banding array). Cara pendeklarasian dari record adalah sbb: • Mendefinisikan tipe dari record (jumlah field, jenis tipe data yang dipakai),
• Mendefinisikan variabel untuk dilakukan operasi.

SYNTAX
type
nama_record = record identifier_1 : tipe_data_1; : : identifier_n : tipe_data_n; end;var variabel : nama_record;
Contoh.
type
Data_mahasiswa = record Nama : string; Usia : integer; Kota : String; Kodepos : integer; end; Var x: Data_mahasiswa;
1. Pengaksesan Elemen Record Nama variable disertai nama field.
x.Nama x.Usia x.Kota x.Kodepos
Contoh.
program RECORD_INTRO; type tanggal = record bulan, hari, tahun : integer; end; var waktu : tanggal; begin waktu.hari :=25; waktu.bulan:=09; waktu.tahun:= 1983; writeln('hari ini adalah ',waktu.hari,':',waktu.bulan,':', waktu.tahun) end.
2. Pengunaan With … do Pernyataan with untuk lebih menyederhanakan pengaksesan field-field pada record. Pemrograman dapat mengakses field cukup dengan menyebutkan nama field-nya saja. Misalkan pernyataan :
x.Nama x.Usia x.Kota x.Kodepos
menjadi
with x do Begin Nama Usia Kota Kodepos end