Penjelasan tentang Queue & Contoh Program dalam C++

1. Pengertian Queue

Kaidah utama dalam konsep queue adalah FIFO yang merupakan singkatan dari First In First Out, artinya adalah data yang pertama kali dimasukkan atau disimpan, maka data tersebut adalah yang pertama kali akan diakses atau dikeluarkan. Analoginya sama dengan antrian di sebuah loket pembelian tiket kereta, orang yang datang lebih dahulu, maka akan dilayani terlbih dahulu, dan akan selesai lebih dulu dari orang-orang yang datang setelahnya. Gambar di bawah ini mengilustrasikan kerja sebuah queue: 

 

2. Deklarasi queue dalam program

Sebuah queue di dalam program komputer dideklarasikan sebagai sebuah tipe bentukan baru, di dalam Bahasa C, biasa disebut struct. Sebuah struktur data dari sebuah queue setidaknya harus mengandung dua tiga variabel, yakni variabel HEAD yang akan berguna sebagai penanda bagian depan antrian, variabel TAIL yang akan berguna sebagai penanda bagian belakang antrian dan ARRAY DATA dari yang akan menyimpan data-data yang dimasukkan ke dalam queue tersebut. Berikut adalah syntax untuk mendeklarasikan struktur data dari sebuah queue menggunakan Bahasa C: 

typedef struct

{

int HEAD, TAIL;

int data[max+1];

}Queue;

dimana, nilai MAX didefinisikan sebagai jumlah tumpukan maksimum yang dapat disimpan dalam queue. Setelah struktur data dari queue didefinisikan dengan syntax di atas, maka setelah itu dapat dibuat variabel-variabel baru yang mengacu pada tipe data Queue di atas, misalkan membuat sebuah variabel bernama antrian yang bertipe Queue:

Queue antrian; 8

Dalam tulisan ini, sebuah queue didefinisikan dengan array berukuran MAX + 1, maksudnya adalah agar elemen array ke-0 tidak digunakan untuk menyimpan data, melainkan hanya sebagai tempat „singgah‟ sementara untuk variabel HEAD dan TAIL. Sehingga, jika HEAD dan TAIL berada pada elemen array ke-0, berarti queue tersebut dalam kondisi kosong (tidak ada data yang disimpan). Berikut adalah ilustrasi dari sebuah queue kosong dengan ukuran nilai MAX = 8:

3. Operasi-operasi dasar dalam queue

Pada dasarnya, operasi-operasi dasar pada queue mirip dengan operasi-operasi dasar pada stack. Perbedaannya hanya pada prosedur push dan pop saja. Pada queue, prosedur yang berfungsi untuk memasukkan data/ nilai ke dalam antrian adalah enqueue, sedangkan prosedur untuk mengeluarkan data/ nilai dari antrian adalah dequeue.

a. Prosedur createEmpty

Sama pada stack, prosedur ini berfungsi untuk mengosongkan queue dengan cara meletakkan HEAD dan TAIL pada indeks array ke-0. Berikut deklarasi prosedur createEmpty pada queue dalam Bahasa C:

void createEmpty()

{

antrian.HEAD = 0;

antrian.TAIL = 0;

}

b. Prosedur enqueue

Prosedur ini digunakan untuk memasukkan sebuah data/ nilai ke dalam queue. Sebelum sebuah data/ nilai dimasukkan ke dalam queue, maka prosedur ini terlebih dahulu melakukan pengecekan terhadap posisi HEAD dan TAIL. Jika posisi HEAD dan TAIL masih berada pada indeks ke-0 (artinya queue masih kosong), maka prosedur ini akan menempatkan HEAD dan TAIL pada indeks ke-1 terlebih dahulu, baru setelah itu memasukkan data/ nilai ke dalam array data queue. Namun, jika posisi HEAD dan TAIL tidak berada pada posisi ke-0, maka posisi TAIL yang akan dinaikkan satu level. Jadi, pada proses enqueue, TAIL-lah yang berjalan seiring masuknya data baru ke dalam antrian, sedangkan HEAD akan tetap pada posisi ke-1. Berikut deklarasi prosedur enqueue dalam Bahasa C:

void enqueue(int x)

{

if ((antrian.HEAD == 0) && (antrian.TAIL == 0))

{

antrian.HEAD = 1;

antrian.TAIL = 1;

}

else

{

antrian.TAIL = antrian.TAIL + 1;

}

antrian.data[antrian.TAIL] = x;

}

Pada deklarasi prosedur enqueue di atas, prosedur memiliki sebuah parameter formal yang bernama „x‟ yang bertipe integer. Parameter formal „x‟ ini berguna untuk menerima kiriman nilai dari program utama (void main()) yakni berupa sebuah bilangan integer yang akan dimasukkan ke dalam queue.

c. Prosedur dequeue

Prosedur ini digunakan untuk mengeluarkan atau membuang sebuah data/ nilai yang paling awal masuk (yang berada pada posisi HEAD, yakni yang paling depan dari antrian) ke dalam queue. Pekerjaan yang dilakukan oleh prosedur ini adalah menaikkan nilai HEAD satu level. Jadi, setiap satu kali data dikeluarkan, maka posisi HEAD naik bertambah satu level. Misalkan HEAD berada pada indeks ke-1, maka ketika akan mengeluarkan/ menghapus data pada posisi paling depan (pada posisi HEAD), prosedur ini akan menaikkan posisi HEAD ke indeks array ke-2.

 Berikut deklarasi prosedur pop dalam Bahasa C:

void Dequeue(){

if (q.head > q.tail) {

q.head = 0;

q.tail = 0;

}

q.head = q.head + 1;

}

Ketika posisi HEAD sudah melewati posisi TAIL (HEAD > TAIL), berarti sudah tidak ada lagi data/ nilai di dalam queue tersebut, maka saat itu terjadi, HEAD dan TAIL dikembalikan ke posisi ke-0.

d. Fungsi IsEmpty

Sama seperti fungsinya pada stack, fungsi ini berfungsi untuk melakukan pengecekan terhadap queue, apakah queue tersebut kosong atau tidak. Jika queue tersebut kosong (artinya, HEAD dan TAIL berada pada posisi 0, atau bisa juga ketika HEAD > TAIL), maka fungsi akan mengembalikan nilai 1 (true), tetapi jika queue tersebut tidak kosong/ berisi (artinya, HEAD dan TAIL tidak berada pada posisi 0), maka fungsi akan mengembalikan nilai 0 (false). Berikut deklarasi fungsi IsEmpty dalam Bahasa C:

int IsEmpty()

{

if ((antrian.HEAD> antrian.TAIL) || (antrian.HEAD == 0) &&

(antrian.TAIL == 0))

return 1;

else

return 0;

}

e. Fungsi IsFull

Fungsi ini berfungsi untuk melakukan pengecekan terhadap queue, apakah queue tersebut penuh atau tidak. Jika queue tersebut penuh (artinya, TAIL berada pada posisi MAX), maka fungsi akan mengembalikan nilai 1 (true), tetapi jika queue tersebut tidak penuh (artinya, TAIL tidak berada pada posisi MAX), maka fungsi akan mengembalikan nilai 0 (false). Berikut deklarasi fungsi IsFull dalam Bahasa C:

int IsFull()

{

if (antrian.TAIL == max)

return 1;

else

return 0;

}

4. Contoh program implementasi queue

Berikut adalah contoh kode program dalam Bahasa C yang mengimplementasikan konsep queue. Pada program ini, user akan menginputkan data satu per satu, kemudian setelah selesai menginputkan data ke dalam queue, maka program akan menampilkan semua isi queue.

#include<stdio.h>

#include<conio.h>

#include<iostream.h>

#include<stdlib.h>

#define n 20

int q[n], f, r, x;

void awal()

{

     f=0;

   r=-1;

}

void insert()

{

     if (r<n-1)

   {

     r=r+1;

      q[r]=x;

   }

   else

   {

     cout<<"ANTRIAN PENUH";

   }

}

void deleteq()

//hanya menampilkan satu data terdepan

//pakai while kalau mau menampilkan semua data antrian

{

     if(f<r+1)

   {

     x=q[f];

      f=f+1;

      cout<<x;

      if((f==r+1) && (r==n-1))

      {

           awal();

      }

   }

   else

   {

     cout<<"ANTRIAN KOSONG";

   }

}

void main()

{

     int pilih;

   awal();

   atas:

     cout<<endl<<"1. INSERT DATA"<<endl;

   cout<<"2. DELETE DATA"<<endl;

   cout<<"3. EXIT DATA"<<endl;

   cout<<"MASUKKAN PILIHAN ANDA : ";

   cin>>pilih;

   switch(pilih)

   {

     case 1 :

           if(r<n-1)

         {

                cout<<"MASUKKAN BILANGAN : ";

            cin>>x;

            insert();

                }

         else

         {

           cout<<"ANTRIAN PENUH";

         }

         goto atas;

           break;

           case 2 :

           deleteq();

           break;

     case 3 :

                exit;

         break;

     default :

           cout<<"MASUKKAN ANGKA ANTARA 1 SAMPAI 3";

           goto atas;

           break;

     }

     getch();

}

 

  Sekian Pembahasan tentang Queue dari saya, semoga bermanfaat ^,^

Sumber :

1.Referensi dari Buku : ALGORITMA DAN PEMROGRAMAN DENGAN C++ (edisi II)

   Oleh : Andri Kristanto,S.Kom

2.http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:_a1KkQw1NOIJ:elearning.amikom.ac.id/index.php/download/materi/555161-ST015-19/2012/06/20120620_STACK%2520DAN%2520QUEUE.pdf+&cd=1&hl=id&ct=clnk&gl=id