Kamis, 09 Januari 2014

Selection Sort

Selection Sort (Metode Seleksi) 

  • One of the simplest sorting algorithms
  • Merupakan kombinasi antara sorting dan searching
  • Untuk setiap proses, akan dicari elemen-elemen yang belum diurutkan yang memiliki nilai terkecil (Ascending) atau terbesar (Descending) akan dipertukarkan ke posisi yang tepat di dalam array.
  • Misalnya untuk putaran pertama, akan dicari data dengan nilai terkecil dan data ini akan ditempatkan di indeks terkecil (data[0])/ data pertama, pada putaran kedua akan dicari data kedua terkecil, dan akan ditempatkan di indeks kedua (data[1])/ data kedua atau selanjutnya.
  • Selama proses, pembandingan dan pengubahan hanya dilakukan pada indeks pembanding saja, pertukaran data secara fisik terjadi pada akhir proses. 
Contoh Selection Sort :



Ascending 




  • Cek seluruh elemen array, temukan nilai terkecil (1) dan tukarkan posisinya dengan posisi nilai yang tersimpan pada posisi pertama dari array (3)





  • Temukan nilai terkecil kedua (2), dan tukarkan posisinya dengan nilai yang berada pada posisi kedua (10).



  • Dua elemen biru pertama tidak akan berubah lagi sebab mereka sudah merupakan nilai terkecil pertama dan kedua dalam array tsb.
  • Sekarang, ulangi dengan cara/proses “pilih dan tukar” 

  • Pengurutan Selesai.
Contoh Program Selection Sort menggunakan bahasa pemrograman C++
berikut kode programnya :
#include <iostream>
#include <conio.h>

int main(void)
{
int array[5]; // An array of integers.
int length = 5; // Lenght of the array.
int i, j;
int firstelement, temp;

//Some input
for (i = 0; i < length; i++)
{
cout << "Enter a number: ";
cin >> array[i];
}

//Algorithm
for (i= length - 1; i > 0; i--) 
{
firstelement = 0;
for (j=1; j<=i; j++)
{
if (array[j] < array[firstelement])
firstelement = j;
}
temp = array[firstelement];
array[firstelement] = array[i];
array[i] = temp;
}

//Some output
for (i = 0; i < 5; i++)
{
cout << array[i] << endl;
}
getch();
}

  • Program Setelah dieksekusi :

Bubble Sort

Pengertian/Konsep Buble Sort

Metode pengurutan gelembung (Bubble Sort) diinspirasikan oleh gelembung sabun yang berada dipermukaan air. Karena berat jenis gelembung sabun lebih ringan daripada berat jenis air, maka gelembung sabun selalu terapung ke atas permukaan. Prinsip di atas dipakai pada pengurutan gelembung.



Bubble sort (metode gelembung) adalah metode/algoritma pengurutan dengan dengan cara melakukan penukaran data dengan tepat disebelahnya secara terus menerus sampai bisa dipastikan dalam satu iterasi tertentu tidak ada lagi perubahan. Jika tidak ada perubahan berarti data sudah terurut. Disebut pengurutan gelembung karena masing-masing kunci akan dengan lambat menggelembung ke posisinya yang tepat.


                                                 

Algoritma Bubble Sort
  1. Membandingkan data ke-i dengan data ke-(i+1) (tepat bersebelahan). Jika tidak sesuai maka tukar (data ke-i = data ke-(i+1) dan data ke-(i+1) = data ke-i). Apa maksudnya tidak sesuai? Jika kita menginginkan algoritme menghasilkan data dengan urutan ascending (A-Z) kondisi tidak sesuai adalah data ke-i > data ke-i+1, dan sebaliknya untuk urutan descending (A-Z).
  2. Membandingkan data ke-(i+1) dengan data ke-(i+2). Kita melakukan pembandingan ini sampai data terakhir. Contoh: 1 dgn 2; 2 dgn 3; 3 dgn 4; 4 dgn 5 … ; n-1 dgn n.
  3. Selesai satu iterasi, adalah jika kita sudah selesai membandingkan antara (n-1) dgn n. Setelah selesai satu iterasi kita lanjutkan lagi iterasi berikutnya sesuai dengan aturan ke-1. mulai dari data ke-1 dgn data ke-2, dst.
  4. Proses akan berhenti jika tidak ada pertukaran dalam satu iterasi.

Algoritma Bubble Sort untuk Pengurutan (Sorting)

Pengurutan merupakan salah satu proses dasar yang sering dibahas dalam algoritma dan struktur data. Dan salah satu algoritma klasik dan paling sederhana dalam hal pengurutan (sorting) adalah algoritma Bubble Sort. Terlepas dari beberapa kekurangan yang membuat algoritma ini tidak banyak digunakan dalam proses pengurutan di aplikasi, namun tidak bisa dipungkiri, algoritma ini boleh dikatakan sebagai pionir algoritma sorting.
Di dalam matakuliah Algoritma dan Struktur Data di berbagai perguruan tinggi juga bisa dipastikan memasukkan konsep pengurutan menggunakan algoritma Bubble sebagai salah satu pokok bahasan. Tentunya disertai contoh program sederhana yang menerapkan pengurutan menggunakan algoritma bubble sort. Contoh program akan disajikan dalam Bahasa C dan PHP. Algoritma bubble sort dalam proses pengurutan data secara sederhana bisa diibaratkan seperti halnya gelembung udara (bubble). Algoritma ini akan menggeser nilai yang terkecil atau terbesar (sesuai dengan jenis pengurutan, ascending atau descending) ke posisi ujung dari daftar. Demikian seterusnya hingga semua daftar dalam keadaan terurut. Proses dasar yang terjadi dalam algoritma ini adalah proses pertukaran nilai (swapping).

Stack dan Queue

STACK
Pengertian Stack pada Struktur Data adalah sebagai tumpukan dari benda, sekumpulan data yang seolah-olah diletakkan di atas data yang lain, koleksi dari objek-objek homogen, atau Suatu urutan elemen yang elemennya dapat diambil dan ditambah hanya pada posisi akhir (top) saja. Stack pada Struktur Data dapat diilustrasikan dengan dua buah kotak yang ditumpuk, kotak yang satu akan ditumpuk diatas kotak yang lainnya. Jika kemudian stack 2 kotak tadi, ditambah kotak ketiga, keempat, kelima, dan seterusnya, maka akan diperoleh sebuah stack kotak yang terdiri dari N kotak. 

Stack bersifat LIFO (Last In First Out) artinya Benda yang terakhir masuk ke dalam stack akan menjadi yang pertama keluar dari stack 

Operasi-operasi yang biasanya tredapat pada Stack yaitu:
1. Push : digunakan untuk menambah item pada stack pada tumpukan paling atas
2. Pop : digunakan untuk mengambil item pada stack pada tumpukan paling atas
3. Clear : digunakan untuk mengosongkan stack
4. IsEmpty : fungsi yang digunakan untuk mengecek apakah stack sudah kosong
5. IsFull : fungsi yang digunakan untuk mengecek apakah stack sudah penuh

Cara mendefenisikan Stack dengan Array of Struct yaitu:
1. Definisikan Stack dengan menggunakan struct
2. Definisikan konstanta MAX_STACK untuk menyimpan maksimum isi stack
3. Buatlah variabel array data sebagai implementasi stack
4. Deklarasikan operasi-operasi/function di atas dan buat implemetasinya.
contoh :
//Deklarasi MAX_STACK
#define MAX_STACK 10 

//Deklarasi STACK dengan struct dan array data
typedef struct STACK{
int top;
char data[10][10]; 
}; 

//Deklarasi/buat variabel dari struct
STACK tumpuk;

Inisialisasi Stack
Pada mulanya isi top dengan -1, karena array dalam C dimulai dari 0, yang berarti stack adalah kosong.
Top adalah suatu variabel penanda dalam STACK yang menunjukkan elemen teratas Stack sekarang. Top Of Stack akan selalu bergerak hingga mencapai MAX of STACK sehingga menyebabkan stack penuh.

IsFull berfungsi untuk memeriksa apakah stack sudah penuh atau tidak. 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.

Ilustrasi Stack pada kondisi Full

IsEmpty berfungsi untuk memeriksa apakah stack masih kosong atau tidak. Dengan cara memeriksa top of stack, jika masih -1 maka berarti stack masih kosong.

Push berfungsi untuk memasukkan elemen ke stack, selalu menjadi elemen teratas stack (yang ditunjuk oleh TOS).
Tambah satu (increment) nilai top of stack lebih dahulu setiap kali ada penambahan elemen stack.
Asalkan stack masih belum penuh, isikan data baru ke stack berdasarkan indeks top of stack setelah diincrement sebelumnya.

Pop berfungsi untuk mengambil elemen teratas (data yang ditunjuk oleh TOS) dari stack.
Ambil dahulu nilai elemen teratas stack dengan mengakses top of stack, tampilkan nilai yang akan dipop, baru dilakukan decrement nilai top of stack sehingga jumlah elemen stack berkurang.

Printberfungsi untuk menampilkan semua elemen-elemen stack dengan cara looping semua nilai array secara terbalik, karena kita harus mengakses dari indeks array tertinggi terlebih dahulu baru ke indeks yang kecil.

Operasi Push

void Push (NOD **T, char item)
{
NOD *n;
n=NodBaru (item);
n->next=*T;
*T=n;
}

Operasi Pop
char Pop (NOD **T)
{
NOD *n; char item;
if (!StackKosong(*T)) {
P=*T;
*T=(*T)->next;
item=P->data;
free(P);
}
return item;
}

create berfungsi untuk membuat sebuah stack baru yang masih kosong.

spesifikasi:
tujuan : mendefinisikan stack yang kosong
input : stack
syarat awal : tidak ada
output stack : - (kosong)
syarat akhir : stack dalam keadaan kosong
contoh Program Stack pada Struktur Data Klik DISINI

QUEUE
Queue pada Struktur Data atau antrian adalah sekumpulan data yang mana penambahan elemen hanya bisa dilakukan pada suatu ujung disebut dengan sisibelakang(rear), dan penghapusan(pengambilan elemen) dilakukan lewat ujung lain (disebut dengan sisi depan atau front). 
Pada Stack atau tumpukan menggunakan prinsip“Masuk terakhir keluar pertama”atau LIFO (Last In First Out), Maka pada Queue atau antrian prinsip yang digunakan adalah “Masuk Pertama Keluar Pertama” atau FIFO (First In First Out).
Queue atau antrian banyak kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, ex: antrian Mobil diloket Tol, Antrian mahasiswa Mendaftar, dll.
Contoh lain dalam bidang komputer adalah pemakaian sistem komputer berbagi waktu(time-sharing computer system) dimana ada sejumlah pemakai yang akan menggunakan sistem tersebut secara serempak.
Pada Queue atau antrian Terdapat satu buah pintu masuk di suatu ujung dan satu buah pintu keluar di ujung satunya dimana membutuhkan variabel Head dan Tail ( depan/front, belakang/rear).

Karakteristik Queue atau antrian :
1. elemen antrian
2. front (elemen terdepan antrian)
3. tail (elemen terakhir)
4. jumlah elemen pada antrian
5. status antrian

Operasi pada Queue atau antrian
1. tambah(menambah item pada belakang antrian)
2. hapus (menghapus elemen depan dari antrian)
3. kosong( mendeteksi apakah pada antrian mengandung elemen atau tidak)

Operasi-operasi Queue :
1. Create()
Untuk menciptakan dan menginisialisasi Queue
Dengan cara membuat Head dan Tail = -1

2. 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.


3. 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

4. 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

5. 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.

6. 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

7. Tampil()
Untuk menampilkan nilai-nilai elemen Antrian
Menggunakan looping dari head s/d tail