05. abstract dt - Nazaruddin Ahmad

STRUKTUR DATA
POKOK BAHASAN - 5
ABSTRACT DATA TYPE
Oleh :
NAZARUDDIN AHMAD, S.T, M.T
Design By mytemplate 2013
Abstract Data Types
• Pada saat membuat program, biasanya
digunakan untuk mencari solusi suatu
problem
• Problem dalam ‘real life’
– Kompleks
– Perlu mengerti problem dengan baik untuk
memisahkan bagian yang penting dari rinci
yang tidak penting
– Abstraksi
2
Abstract Data Types
Contoh : Penanganan administrasi dalam sebuah
fakultas
Mahasiswa … ?
Pegawai …. ?
Informasi apa yang harus dicatat .. ?
3
Abstract Data Types
Abstraksi menghasilkan model
Model
menaruh fokus pada hal-hal penting pada problem
Mendefiniskan property problem
1. Data yang dipengaruhi
2. Operasi yang teridentifikasi
4
Abstract Data Type (ADT) adalah ...
• Spesifikasi dari sekumpulan data termasuk operasi yang
dapat dilakukan pada data tersebut. (Wikipedia)
• Sekumpulan data dan operasi terhadap data tersebut yang
definisi-nya tidak bergantung pada implementasi tertentu.
(/www.nist.gov/dads/)
• Definisi TYPE dan sekumpulan PRIMITF (operasi dasar) terhadap
TYPE tersebut (Ingriani Liem, ITB)
5
Konsep ADT
ADT membungkus
(encapsulates)
data dan operasi
yang memanipulasi
data tersebut.
Data tersebut juga
hanya bisa diakses
lewat operasi
tersebut.
r
e
p
o data
s n
a
t
i
o
6
Modul ADT
• ADT biasanya diimplementasikan menjadi 2 modul:
– Definisi/Spesifikasi Type dan Primitif (Interface)
• Spesifikasi type sesuai bahasa yang bersangkutan
• Spesifikasi dari primitif sesuai kaidah prosedural:
– Fungsi
– Prosedur
– Body/realisasi dari primitif
• Berupa kode program dalam bahasa yang bersangkutan.
• Agar ADT dapat dites, maka biasanya disertai program
utama yang memanggil setiap fungsi/prosedur. Program
utama ini disebut sebagai driver.
7
Interface
• Spesifikasi Abstract Data Type biasa disebut sebagai interface.
• Interface menyatakan apa yang dapat dilihat dan digunakan oleh
programmer.
• Dalam pemrograman, hal tersebut dinyatakan sebagai public
method.
• Operasi-operasi yang dapat dilakukan pada abstract data type
dituliskan dalam interface dan dinyatakan public.
8
Pemisahan interface dengan implementasi
• Pengguna dari sebuah abstract data type hanya perlu
memikirkan dan mempelajari interface yang diberikan tanpa
perlu mengetahui banyak bagaimana implementasi dilakukan.
(prinsip: enkapsulasi)
• Implementasi dapat saja berubah namun interface tetap.
• Dengan kata lain, implementasi dari sebuah abstract data type
dapat saja berbeda-beda namun selama masih mengikuti
interface yang diberikan maka program yang menggunakan
abstract data type tersebut tidak akan terpengaruh.
9
Struktur data = container
Container
• Sebuah struktur data dapat dipandang
sebagai tempat penyimpanan benda
(container).
• Beberapa hal yang dapat dilakukan:
– Menaruh benda
– Mengambil benda
– Mencari benda tertentu
– Mengosongkannya (atau periksa
apakah kosong)‫‏‬
Contoh Interface struktur data :
Data
void add(Benda x);
void remove(Benda x);
Benda access(Benda x);
void makeEmpty();
boolean isEmpty();
10
ADT: List
Indeks
1
2
3
4
• Sebuah List adalah kumpulan benda di mana setiap benda
memiliki posisi.
• Setiap benda dalam List dapat diakses melalui indeks-nya.
• Contoh paling gampang: array!
Contoh Interface list :
void insert(int indeks, Benda x);
void append(Benda x);
void remove(int indeks);
void remove(Benda x);
Benda get(int indeks);
ADT: Stack
push
• Sebuah Stack adalah kumpulan benda
pop,top
di mana hanya benda yang most
recently inserted dapat diakses.
• Bayangkan setumpuk koran.
• Benda yang paling terakhir
Most
ditambahkan ditaruh di atas tumpukan
recent
(top).
• Operasi pada Stack membutuhkan
waktu konstan (O(1)).
Contoh Interface stack :
Least
recent
void push(Benda x);
Benda pop();
Benda top();
ADT: Queue
enqueue
dequeue
getFront
Most recent
Least recent
• Sebuah Queue adalah kumpulan benda di mana hanya benda yang least
recently inserted dapat diakses.
• Bayangkan antrian printer job pada jaringan.
• Benda yang paling awal ditambahkan berada di depan antrian (front).
• Operasi pada Queue membutuhkan waktu konstan (O(1)).
Contoh Interface queue :
void enqueue(Benda x);
Benda dequeue();
Benda getFront();
ADT: Set
tambah
• Set adalah struktur data yang tidak mengizinkan duplikasi data.
• Bandingkan dengan struktur data lain yang mengizinkan kita
menyimpan dua data yang sama.
• Bayangkan peserta kuliah ini: Setiap peserta unik, tidak ada yang
terdaftar dua kali!
Contoh Interface set :
void add(Benda x);
void remove(Benda x);
boolean isMember(Benda x);
ADT: Map
Nama:
Abdul
Betty
Chairul
Dian
Nilai:
• Map adalah struktur data yang berisi sekumpulan pasangan nama (keys) dan
nilai (values) dari nama tersebut.
• Nama (Keys) harus unik, tapi nilai (values) tidak.
• Bayangkan basis-data yang berisi informasi peserta kuliah. Apa yang menjadi
“nama” (keys)?
Contoh Interface sebuah Map :
void put(Kunci id, Nilai x);
void remove(Kunci id);
Nilai get(Kunci id);
ADT: Priority Queue
insert
deleteMin
findMin
Highest
priority
• Priority Queue adalah struktur data queue yang tiap elemen data dapat miliki
nilai prioritas. Data dengan nilai prioritas tertinggilah yang dapat diakses
terlebih dulu.
• Bayangkan sebuah antrian pada printer jaringan. Misalkan ada sebuah
permintaan cetak untuk 100 halaman hanya beberapa detik lebih awal dari
permintaan cetak selembar halaman.
Contoh Interface sebuah Priority Queue :
void insert(Benda x); (Menambahkan)
void deleteMin(); (menghapus)
Benda findMin(); (meng-akses)
API vs doing it yourself
Jika anda menggunakan framework atau software component,
programmer lain dapat lebih mudah mengadaptasi program
anda.
Jika anda membuat implementasi sendiri, maka programmer lain
belum tentu dapat dengan mudah mempelajari program anda.
Namun demikian, sebagai mahasiswa/i ilmu komputer, perlu
memahami bagaimana data tersusun dalam memory dan perlu
memahami konsep-konsep apa yang mendasarinya.
Tidak menutup kemungkinan untuk meng-extend/meng-implement
Collections
Pemecahan Masalah dengan Tipe Terstruktur
• Untuk memanipulasi data, C menyediakan semua operasi
dasar yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah
dengan menggunakan tipe data standar
• Kombinasian type tertentu yang didefinisikan user dengan
sekumpulan operasi-operasi dasar yang membolehkan satu
kebenaran untuk melihat tipe sebagai konsep kesatuan disebut
Abstract Data Type (ADT)
• Contoh tipe data planet_t dan operasi-operasi dasarnya
digambarkan sbb:
Contoh Studi Kasus untuk ADT
• Tipe yang didefinisikan user untuk angka yang komplek
• Analisa:
– Angka yang komplek adalah angka dengan bagian real
dan imaginer
– Contoh : a+bi (a: real, b:imaginer)
– Definisikan fungsi untuk melakukan operasi aritmetika
dasar (penjumlahan, pengurangan, perkalian dan
pembagian)
Desain
• 2 aspek utama dari solusi masalah ini adalah :
– Mendefinisikan struktur dari tipe yang didefinisikan user
– Menentukan nama fungsi, parameter, dan tujuan dari tiap
operasi
Desain (cont..)
• Nama struktur yang didefinisikan sendiri : complex_t
• Fungsi :
–
–
–
–
–
Multiply_complex (untuk perkalian bil. komplek)
Divide_complex (untuk pembagian bil. kompleks
Abs_complex (untuk mendapatkan nilai absolut)
Print_complex (untuk menampilkan hasil)
Scan_complex (untuk melakukan pembacaan thd bil.
Kompleks)
– Add_complex (untuk menjumlahkan bil. Kompleks)
– Substract_complex (untuk mengurangkan bil. Kompleks)
Spesifikasi dari Tipe complex_t dan
operasi-operasi yang berlaku
STRUCTURE: Angka kompleks adalah suatu object dari tipe
complex_t yang terdiri dari sepasang nilai bertipe double
.
OPERATOR:
/*Complex number input fuction returns standard scanning*/
int scan_complex(complex_t *c) /*output-address of complex
variable to fill*/
/*
Complex output fuction displays value as a+bi or a-bi
Displays only a if imaginary part is 0
Display only bi if real part is 0 */
void print_complex(complex_t c) /* input-complex number to
display */
Spesifikasi dari Tipe complex_t dan
operasi-operasi yang berlaku (cont.)
/*Returns sum of complex value c1 and c2*/
complex_t add_complex(complex_t c1,complex_t c2) /*input*/
/*Returns difference c1-c2*/
complex_t subtract_complex(complex_t c1,complex_t c2) /*input*/
/*Returns product of complex values c1 and c2*/
complex_t multiply_complex(complex_t c1,complex_t c2)
/*input*/
/*Returns quotient of complex values(c1/c2)*/
complex-t divide-complex(complex_t c1,complex_t c2) /*input*/
/*Returns absolute value of complex number c*/
abs_complex(complex_t c) /*input*/
Latihan
• Modifikasi kedua program sebelumnya dengan
menggunakan ADT Jam, yang spefisikasinya seperti
berikut:
typedef struct
{
int Jam;
int Menit;
int Detik
} jam;
/* prototype */
int IsJamValid(int j, int m, int d);
/* mengembalikan 1 jika valid dan 0 jika tidak valid */
jam MakeJam(int j, int m, int d);
/* Konstruktor, membentuk jam dari komponen yang valid*/
Latihan (cont.)
void SetJam(jam *J, int j, int m, int d);
/* mengeset jam sesuai dengan parameter input */
void ResetJam(jam *J);
/* mengisi sebuah jam dengan 00:00:00 */
void TulisJam(jam J);
/* menulis sebuah jam */
int JamKeDetik(jam J);
/* konversi jam ke detik */
jam DetikKeJam(int d);
/* konversi dari detik ke jam */
jam JPlus(jam J1, jam J2);
/* menghasilkan J1+J2, dalam bentuk jam */
jam JMinus(jam J1, jam J2);
/* menghasilkan J1-J2, dalam bentuk jam */
Contoh : Titik Koordinat
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <conio.h>
typedef struct
{
int sumbu_x;
int sumbu_y;
}Titik;
Titik Make_Titik (int x, int y)
{
Titik t;
t.sumbu_x = x;
t.sumbu_y = y;
return t;
}
Contoh : Titik Koordinat (Lanj.)
void Display(Titik T)
// merupakan fungsi untuk menampilkan Titik di layar
{
printf("koordinat x = %d ", T.sumbu_x);
printf("koordinat y = %d \n", T.sumbu_y);
}
float Jarak(Titik T1, Titik T2)
//fungsi untuk menghitung jarak antara dua titik T1 dan T2
{
int A, B;
float jarak;
A = (T2.sumbu_y - T1. sumbu_y);
B = (T2.sumbu_x - T1. sumbu_x);
jarak = sqrt(A*A + B*B);
return jarak;
}
Contoh : Titik Koordinat (Lanj.)
int main()
{
Titik T1; // menciptakan instans dari titik
T1 = Make_Titik(1,1);
Titik T2; // menciptakan titik T2
T2 = Make_Titik(4,3);
Display(T1);
Display(T2);
printf("jarak = %f", Jarak(T1, T2));
getch ();
return 0;
}
Contoh : Titik Koordinat (Lanj.)
Outputnya :