Dalam istilah ilmu komputer, sebuah struktur data adalah cara
penyimpanan, penyusunan dan pengaturan data di dalam media penyimpanan
komputer sehingga data tersebut dapat digunakan secara efisien.
Dalam teknik pemrograman, struktur data berarti tata letak data yang
berisi kolom-kolom data, baik itu kolom yang tampak oleh pengguna (
user)
atau pun kolom yang hanya digunakan untuk keperluan pemrograman yang
tidak tampak oleh pengguna. Setiap baris dari kumpulan kolom-kolom
tersebut dinamakan catatan (
record). Lebar kolom untuk data
dapat berubah dan bervariasi. Ada kolom yang lebarnya berubah secara
dinamis sesuai masukan dari pengguna, dan juga ada kolom yang lebarnya
tetap. Dengan sifatnya ini, sebuah struktur data dapat diterapkan untuk
pengolahan database (misalnya untuk keperluan data keuangan) atau untuk
pengolah kata (
word processor) yang kolomnya berubah secara dinamis. Contoh struktur data dapat dilihat pada berkas-berkas lembar-sebar (
spreadsheet), pangkal-data (
database),
pengolahan kata, citra yang dipampat (dikompres), juga pemampatan
berkas dengan teknik tertentu yang memanfaatkan struktur data.
1. Larik (Array)
Larik (Bahasa Inggris:
array), dalam ilmu komputer, adalah
suatu tipe data terstruktur yang dapat menyimpan banyak data dengan
suatu nama yang sama dan menempati tempat di memori yang berurutan
(kontinu) serta bertipe data sama pula.
Larik dapat diakses berdasarkan indeksnya. Indeks larik umumnya
dimulai dari 0 dan ada pula yang dimulai dari angka bukan 0. Pengaksesan
larik biasanya dibuat dengan menggunakan perulangan (
looping).
Larik satu dimensi merupakan jenis larik dasar dan jenis larik yang
paling sering digunakan, pemakaian larik satu dimensi terutama dipakai
dalam tipe data string (terutama dalam bahasa Bahasa pemrograman C).
Larik dua dimensi merupakan tipe larik yang lain. Larik dua dimensi
sering dipakai untuk merepresentasikan tabel dan matriks dalam
pemrograman.
Larik dalam beberapa bahasa pemrograman
Larik dalam bahasa Pascal dapat didefinisikan dengan indeks awal dan indeks akhirnya.
Contoh:
program larik;
var arr: array[1..10] of integer; //larik dengan indeks awal 1 dan indeks akhir 10
begin
arr[1] := 5; //memasukkan nilai ke indeks 1
writeln(arr[i]); //mencetak angka 5
end.
Larik dalam bahasa C selalu dimulai dari indeks 0. Larik dapat
didefinisikan secara statik atau dinamik. Jika didefinisikan statik,
ukuran larik akan tetap dari awal program hingga akhir program. Jika
didefinisikan dinamik, ukuran larik dapat berubah selama program
berjalan karena memesan tempat pada memori heap. Proses pemesanan tempat
pada memori disebut dengan alokasi. Sedangkan proses pembebasan memori
yang sudah dipesan disebut dengan dealokasi.
Contoh larik statik:
#include <stdio.h>
int main(){
int arr[10]; //indeks awal 0 dan indeks akhir 9
arr[0] = 5;
printf(“%d\n”, arr[0]);
}
Contoh larik dinamik:
#include <malloc.h>
int main(){
int * arr;
arr = (int *) malloc(10 * sizeof(int)); //memesan 10 tempat pada memori
arr[0] = 5;
free(arr); //menghancurkan larik. Memori pada heap dibebaskan
arr = (int *) malloc(5 * sizeof(int)); //memesan 5 tempat baru pada memori
free(arr); //di akhir program jangan lupa untuk menghancurkan larik dinamik
}
Dalam bahasa Java tipe data larik direpresentasikan sebagai sebuah
objek khusus. Karena itu pada bahasa Java larik yang dibuat selalu
bersifat dinamik. Namun walaupun bersifat dinamik, larik pada bahasa
Java tidak perlu dihancurkan karena proes penghancuran dilakukan secara
otomatis melalui suatu prosedur yang disebut dengan Pengumpulan sampah
(Inggris:
Garbage Collecting). Sama seperti bahasa C, indeks larik selalu dimulai dari 0.
Contoh:
public class larik {
public static void main(String args[]) {
int[] arr = new arr[10];
arr[0] = 5;
System.out.println(arr[0]);
}
}
Sama seperti di JAVA larik di PHP juga merupakan sebuah object lebih tepatnya lagi map terorder. Ada dua tipe larik di PHP,
indexed array (
simple array) dan a
ssociated array (
value array).
Di PHP, element larik bisa berupa string, Bilangan, boolean, dan semua
tipe data primitif lainnya, termasuk larik juga bisa menjadi element
larik lainnya.
Cara medefinisikan larik:
#mendefinisikan array kosong
$larik = array();
Contoh indexed array (simple array):
$jam = array(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12);
$hari = array(‘senin’, ‘selasa’, ‘selasa’, ‘rabu’, ‘kamis’, ‘jumat’, ‘sabtu’);
Contoh associated array:
$bulan = array(‘1’=>’January’, ‘2’=>’February’, ‘3’=>’Maret’, ‘4’=>’April’);
$komponenKalender = array(
‘bulan’=> array(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ,10 , 11, 12),
‘hari’ => array(‘senin’, ‘selasa’, ‘selasa’, ‘rabu’, ‘kamis’, ‘jumat’, ‘sabtu’)
);
2. Stack (Tumpukan)
Dalam ilmu komputer, stack atau tumpukan merupakan sebuah koleksi objek yang menggunakan prinsip
LIFO (Last In First Out),
yaitu data yang terakhr kali dimasukkan akan pertama kali keluar dari
stack tersebut. Stack dapat diimplementasikan sebagai representasi
berkait atau kontigu (dengan tabel fix). Ciri Stack :
* Elemen TOP (puncak) diketahui
* penisipan dan penghapusan elemen selalu dilakukan di TOP
* LIFO
Pemanfaatan Stack :
* Perhitungan ekspresi aritmatika (posfix)
* algoritma backtraking (runut balik)
* algoritma rekursif
Operasi Stack yang biasanya :
a. Push (input E : typeelmt, input/output data : stack): menambahkan sebuah elemen ke stack
b. Pop (input/output data : stack, output E : typeelmt ) : menghapus sebuah elemen stack
c. IsEmpty ()
d. IsFull ()
e. dan beberapas selektor yang lain
3. Pohon (Tree)
Dalam ilmu komputer, sebuahPohon adalah suatu struktur data yang
digunakan secara luas yang menyerupai struktur pohon dengan sejumlah
simpul yang terhubung.
Sebuah Simpul dapat mengandung sebuah nilai atau suatu kondisi atau
menggambarkan sebuah struktur data terpisah atau sebuah bagian pohon itu
sendiri. Setiap simpul dalam sebuah pohon memiliki nol atau lebih
simpul anak (
child nodes), yang berada dibawahnya dalam pohon
(menurut perjanjian, pohon berkembang ke bawah, tidak seperti yang
dilakukannya di alam). Sebuah simpul yang memiliki anak dinamakan simpul
ayah (
parent node) atau simpul leluhur (
ancestor node)
atau superior. Sebuah simpul paling banyak memiliki satu ayah. Tinggi
dari pohon adalah panjang maksimal jalan ke sebuah daun dari simpul
tersebut. Tinggi dari akar adalah tinggi dari pohon. Kedalaman dari
sebuah simpul adalah panjang jalan ke akarnya dari simpul tersebut.
Simpul yang paling atas dalam pohon adalah akar (
root node).
Menjadi simpul teratas, simpul akar tidak akan memiliki orang tua. Ini
merupakan simpul di mana biasanya merupakan tempat untuk memulai operasi
dalam pohon (walaupun beberapa algoritma dimulai dengan daun dan
berakhir pada akar). Semua simpul yang lain dapat dicapai dari akar
dengan menelusuri pinggiran atau pranala. (Dalam definisi resmi, setiap
jalan adalah khas). Dalam diagram, ini secara khusus di gambar paling
atas. Di beberapa pohon, seperti heap, akar memiliki sifat khusus.
Setiap simpul dalam sebuah pohon dapat dilihat sebagai akar dari sub
pohon yang berakar pada simpul tersebut.
Semua simpul yang berada pada tingkat terendah dari pohon dinamakan daun (
leaf node).
Sejak mereka terletak pada tingkat paling bawah, mereka tidak memiliki
anak satupun. Seringkali, daun merupakan simpul terjauh dari akar. Dalam
teori grafik, sebuah daun adalah sebuah sudut dengan tingkat 1 selain
akar (kecuali jika pohonnya hanya memiliki satu sudut; maka akarnya
adalah daunnya juga). Setiap pohon memiliki setidaknya satu daun. Dalam
pohon berdasarkan genetic programming sebuah daun (juga dibilang
terminal) adalah bagian terluar dari sebuah program pohon. Jika
dibandingkan dengan fungsinya atau simpul dalam, daun tidak memiliki
argumen. Di banyak kasus dalam daun-GP input ke programnya.
- Simpul dalam (Internal nodes)
Sebuah simpul dalam adalah semua simpul dari pohon yang memiliki anak
dan bukan merupakan daun. Beberapa pohon hanya menyimpan data didalam
simpul dalam, meskipun ini mempengaruhi dinamika penyimpanan data dalam
pohon. Sebegai contoh, dengan daun yang kosong, seseorang dapat
menyimpan sebuah pohon kosong dengan satu daun. Bagaimanapun juga dengan
daun yang dapat menyimpan data, tidak dimungkinkan untuk menyimpan
pohon kosong kecuali jika seseorang memberikan beberapa jenis penanda
data di daun yang menandakan bahwa daun tersebut seharusnya kosong
(dengan demikian pohon itu seharusnya kosong juga). Sebaliknya, beberapa
pohon hanya menyimpan data dalam daun, dan menggunakan simpul dalam
untuk menampung metadata yang lain, seperti jarak nilai dalam sub pohon
yang berakar pada simpul tersebut. Jenis pohon ini berguna untuk jarak
yang meragukan.
Sebuah sub pohon adalah suatu bagian dari pohon struktur data yang
dapat dilihat sebagai sebuah pohon lain yang berdiri sendiri. Simpul
apapun dalam pohon P, bersama dengan seluruh simpul dibawahnya,
membentuk sebuah sub pohon dari P. Sub pohon yang terhubung dengan akar
merupakan keseluruhan pohon tersebut. Sub pohon yang terhubung dengan
simpul lain manapun dinamakan sub pohon asli (
proper subtree).
Terdapat dua jenis pohon. Sebuah pohon tidak terurut (unordered tree)
adalah sebuah pohon dalam arti struktural semata-mata, yang dapat
dikatakan memberikan sebuah simpul yang tidak memiliki susunan untuk
anak dari simpul tersebut. Sebuah pohon dengan suatu susunan ditentukan,
sebagai contoh dengan mengisi bilangan asli berbeda ke setiap anak dari
simpul tersebut, dinamakan sebuah pohon terurut (ordered tree), dan
struktur data yang dibangun didalamnya dinamakan pohon terurut struktur
data (
ordered tree data structures). Sejauh ini pohon terurut
merupakan bentuk umum dari pohon struktur data. Pohon biner terurut
merupakan suatu jenis dari pohon terurut.
Sebuah hutan adalah sebuah himpunan yang terdiri dari pohon terurut.
Lintasan inorder, preorder, dan postorder didefinisikan secara rekursif
untuk hutan.
- inorder
1. lewati inorder hutan yang dibentuk oleh sub pohon yang pertama dalam hutan, jika ada
2. kunjungi akar dari pohon pertama.
3. lewati inorder hutan yang dibentuk oleh sisa pohon dalam hutan, jika ada.
- preorder
1. kunjungi akar dari pohon pertama.
2. lewati preorder hutan yang dibentuk oleh sub pohon yang pertama dalam hutan, jika ada
3. lewati preorder hutan yang dibentuk oleh sisa pohon dalam hutan, jika ada.
- postorder
1. lewati postorder hutan yang dibentuk oleh sub pohon yang pertama dalam hutan, jika ada
2. lewati postorder hutan yang dibentuk oleh sisa pohon dalam hutan, jika ada.
3. kunjungi akar dari pohon pertama.
Ada banyak cara untuk menggambarkan pohon; pada umumnya penggambaran
mewakili simpul sebagai rekor yang dialokasikan pada heap (bedakan
dengan heap struktur data) yang mengacu pada anaknya, ayahnya, atau
keduanya, atau seperti data materi dalam array, dengan hubungan
diantaranya ditentukan oleh posisi mereka dalam array (contoh binary
heap).
Dalam teori grafik, sebuah pohon adalah sebuah grafik asiklis yang
terhubung. Pohon yang berakar merupakan sebuah grafik dengan sudut
tunggal diluar sebagai akar. Dalam kasus ini, dua sudut apapun yang
terhubung dengan sebuah sisi mewarisi hubungan orang tua dan anak.
Sebuah grafik asiklis dengan bermacam-macam komponen yang terhubung atau
himpunan dari pohon-pohon yang berakar kadang-kadang dipanggil hutan.
Melangkah melalui materi dari pohon, dengan arti dari hubungan antara
orang tua dan anak, dinamakan menelusuri pohon, dan tindakannya adalah
sebuah jalan dari pohon. Seringkali, sebuah operasi mungkin dapat
dilakukan sebagai penunjuk ysng mengacu pada simpul khusus. Sebuah
penelusuran dimana setiap simpul ayah dikunjungi sebelum anaknya
dinamakan
pre-order walk, yaitu sebuah penelusuran dimana anaknya dikunjungi sebelum ayahnya masing-masing dinamakan post-order walk.
* Menghitung seluruh materi (item)
* Pencarian untuk sebuah materi
* Menambahkan sebuah materi pada sebuah posisi tertentu dalam pohon
* Menghapus sebuah materi
* Mengeluarkan seluruh bagian dari sebuah pohon pruning
* Menambahkan seluruh bagian ke sebuah pohon grafting
* Menemukan akar untuk simpul apapun
* Memanipulasi data secara hierarki
* Membuat informasi mudah untuk dicari
* Memanipulasi data sorted lists
