Algoritma Pemrograman 2

Ada tiga struktur dasar yang digunakan dalam membuat algoritma yaitu

1. Struktur Algoritma Berurutan (Sequencing)

Pada bagian ini kita akan bahas lebih dulu struktur algoritma berurutan. Struktur berurutan dapat kita samakan dengan mobil yang sedang berjalan pada jalur lurus yang
tidak terdapat persimpangan seperti tampak pada berikut:



Mobil tersebut akan melewati kilometer demi kilometer jalan sampai tujuan tercapai.
Struktur berurutan terdiri satu atau lebih instruksi yang dikerjakan secara berurutan sesuai dengan urutan penulisannya, yaitu sebuah instruksi dieksekusi setelah instruksi sebelumnya selesai dieksekusi. Urutan instruksi menentukan keadaan akhir dari algoritma. Bila urutannya diubah, maka hasil akhirnya mungkin juga berubah.

Menurut Goldshlager dan Lister (1988) struktur berurutan mengikuti ketentuan-ketentuan sebagai berikut:
- tiap instruksi dikerjakan satu persatu
- tiap instruksi dilaksanakan tepat sekali, tidak ada yang diulang
- urutan instruksi yang dilaksanakan pemroses sama dengan urutan aksi sebagaimana yang tertulis di dalam algoritmanya
- akhir dari instruksi terakhir merupakan akhir algoritma.

Contoh Flowchart untuk menghitung luas bangun.

a. Volume balok
b. Luas lingkaran

Penyelesaian:
Soal ini merupakan permasalahan dengan algoritma struktur berurutan karena tidak ada proses pemilihan atau pengulangan. Untuk volume balok, kita harus menentukan variabel input dan output yang dibutuhkan. Untuk menghitung volume balok dibutuhkan variabel input panjang, lebar dan tinggi. Sedangkan variabel outputnya adalah volume. Pada luas lingkaran dibutuhkan variabel input radius dan variabel output luas. Untuk menghitung luas lingkaran ini kita juga membutuhkan konstanta phi. Flowchart untuk dua masalah ini dapat dilihat pada gambar berikut:



Contoh Flowchart untuk mengubah temperatur dalam Fahrenheit menjadi temperatur dalam Celcius dengan rumus oC = 5/9 x (oF -32).

Penyelesaian:
Soal ini juga masih menggunakan algoritma dengan struktur berurutan. Variabel input yang dibutuhkan adalah F dan variabel outputnya adalah C. Flowchart untuk dua masalah ini dapat dilihat pada gambar berikut:



2. Struktur Pemilihan/keputusan/percabangan (branching)

Sebuah program tidak selamanya akan berjalan dengan mengikuti struktur berurutan, kadang-kadang kita perlu merubah urutan pelaksanaan program dan menghendaki agar pelaksanaan program meloncat ke baris tertentu. Peristiwa ini kadang disebut sebagai
percabangan/pemilihan atau keputusan. Hal ini seperti halnya ketika mobil berada
dalam persimpangan seperti pada gambar berikut, pengemudi harus memutuskan apakah harus menempuh jalur yang kanan atau yang kiri.



Pada struktur percabangan, program akan berpindah urutan pelaksanaan jika suatu kondisi yang disyaratkan dipenuhi. Pada proses seperti ini simbol flowchart Decision harus digunakan. Simbol decision akan berisi pernyataan yang akan diuji kebenarannya. Nilai hasil pengujian akan menentukan cabang mana yang akan ditempuh.

Contoh Struktur percabangan untuk masalah batasan umur.
Sebuah aturan untuk menonton sebuah film tertentu adalah sebagai berikut, jika usia penonton lebih dari 17 tahun maka penonton diperbolehkan dan apabila kurang dari 17 tahun maka penonton tidak diperbolehkan nonton. Buatlah flowchart untuk permasalahan tersebut.

Penyelesaian:
Permasalahan diatas merupakan ciri permasalahan yang menggunakan struktur percabangan. Hal ini ditandai dengan adanya pernyataan jika .. maka ...(atau If ... Then dalam Bahasa Inggris. Flowchart penyelesaian masalah tampak pada Gambar 5.9. Pada gambar tersebut, tampak penggunaan simbol Decision. Pada simbol ini terjadi
pemeriksaan kondisi, yaitu apakah usia lebih dari 17 tahun atau tidak. Jika jawaban ya maka program akan menghasilkan keluaran teks “Silahkan Menonton”, sedangkan jika input usia kurang dari 17 tahun maka program akan menghasilkan keluaran teks “Anda Tidak Boleh Menonton”.



Contoh Struktur percabangan untuk perhitungan dua buah bilangan.
Dalam suatu perhitungan nilai P = X + Y. Jika P positif, maka Q = X * Y, sedangkan jika negative maka nilai Q = X/Y. Buatlah flowchart untuk mencari nilai P dan Q

Penyelesaian:
Pada contoh ini input yang dibutuhkan adalah nilai X dan Y, sedangkan proses pemeriksaan kondisi dilakukan pada nilai P apakah positif (termasuk 0) ataukah negative. Perhatikan flowchart penyelesaian masalah pada gambar berikut



Kedua contoh flowchart di atas merupakan contoh struktur percabangan sederhana yang melibatkan hanya satu percabangan. Pada masalah-masalah yang lebih rumit, kita akan menjumpai lebih banyak percabangan. Kita juga akan menjumpai suatu struktur percabangan berada di 110 Rekayasa Perangkat Lunak dalam struktur percabangan yang lain, atau yang biasa disebut nested (bersarang).

Contoh Struktur percabangan bersarang untuk masalah fotokopi.
Sebuah usaha fotokopi mempunyai aturan sebagai berikut :
- jika yang fotokopi statusnya adalah langganan, maka berapa lembar pun dia fotokopi, harga perlembarnya Rp. 75,-
- jika yang fotokopi bukan langganan, maka jika dia fotokopi kurang dari 100
lembar harga perlembarnya Rp. 100,-. Sedangkan jika lebih atau sama
dengan 100 lembar maka harga perlembarnya Rp. 85,-.
Buat flowchart untuk menghitung total harga yang harus dibayar jika seseorang
memfotokopi sejumlah X lembar.

Penyelesaian:
Pada contoh ini, masalah terlihat lebih rumit. Ada dua percabangan yang terjadi. Yang pertama adalah pemeriksaan apakah status seseorang pelanggan atau bukan. Kedua, apabila status seseorang bukan pelanggan, maka dilakukan pemeriksaan berapa jumlah lembar fotokopi, apakah lebih dari 100 lembar atau tidak. Pada soal ini kita juga menjumpai apa yang disebut sebagai nested.

Perhatikan pernyataan pada syarat kedua dari persoalan di atas. jika yang fotokopi bukan langganan, maka jika dia fotokopi kurang dari 100 lembar harga perlembarnya Rp. 100 pernyataan jika yang kedua berada di dalam jika yang pertama. Input yang dibutuhkan untuk permasalahan ini adalah status orang yang fotokopi dan jumlah lembar yang difotokopi. Sehingga variable input yang digunakan adalah:
- Status untuk status orang yang fotokopi
- JLF untuk jumlah lembar yang difotokopi

Selain itu terdapat variable dengan nama HPP yang digunakan untuk menyimpan harga per lembar dan TH untuk menyimpan nilai total harga. Perhatikan, variable Status bertipe data char, sehingga penulisannya harus menggunakan tanda “ “. Flowchart penyelesaian masalah ini dapat dilihat pada Gambar berikut.




3. Struktur Pengulangan (Looping).

Dalam banyak kasus seringkali kita dihadapkan pada sejumlah pekerjaan yang harus diulang berkali. Salah satu contoh yang gampang kita jumpai adalah balapan mobil seperti tampak pada gambar berikut.



Mobil-mobil peserta harus mengelilingi lintasan sirkuit berkali-kali sesuai yang
ditetapkan dalam aturan lomba. Siapa yang mencapai garis akhir paling cepat, dialah yang menang.

Pada pembuatan program komputer, kita juga kadang-kadang harus mengulang satu atau sekelompok perintah berkali-kali agar memperoleh hasil yang diinginkan. Dengan menggunakan komputer, eksekusi pengulangan mudah dilakukan. Hal ini karena salah satu kelebihan komputer dibandingkan dengan manusia adalah kemampuannya untuk mengerjakan tugas atau suatu instruksi berulangkali tanpa merasa lelah, bosan, atau malas. Bandingkan dengan pengendara mobil balap, suatu ketika pasti dia merasa lelah dan bosan untuk berputar-putar mengendarai mobil balapnya.

Struktur pengulangan terdiri dari dua bagian :

1. Kondisi pengulangan, yaitu syarat yang harus dipenuhi untuk melaksanakan pengulangan. Syarat ini biasanya dinyatakan dalam ekspresi Boolean yang harus diuji apakah bernilai benar (true) atau salah (false)

2. Badan pengulangan (loop body), yaitu satu atau lebih instruksi yang akan diulang
Pada struktur pengulangan, biasanya juga disertai bagian inisialisasi dan bagian terminasi. Inisialisasi adalah instruksi yang dilakukan sebelum pengulangan dilakukan pertama kali. Bagian insialisasi umumnya digunakan untuk memberi nilai awal sebuah variable. Sedangkan terminasi adalah instruksi yang dilakukan setelah pengulangan selesai dilaksanakan.

Ada beberapa bentuk pengulangan yang dapat digunakan, masing-masing dengan syarat dan karakteristik tersendiri. Beberapa bentuk dapat dipakai untuk kasus yang sama, namun ada bentuk yang hanya cocok untuk kasus tertentu saja. Pemilihan bentuk pengulangan untuk masalah tertentu dapat mempengaruhi kebenaran algoritma. Pemilihan bentuk pengulangan yang tepat bergantung pada masalah yang akan diprogram.

- Struktur pengulangan dengan For
Pengulangan dengan menggunakan For, merupakan salah satu teknik pengulangan yang paling tua dalam bahasa pemrograman. Hampir semua bahasa pemrograman menyediakan metode ini, meskipun sintaksnya mungkin berbeda. Pada struktur For kita harus tahu terlebih dahulu seberapa banyak badan loop akan diulang. Struktur ini menggunakan sebuah variable yang biasa disebut sebagai loop’s counter, yang nilainya akan naik atau turun selama proses pengulangan.

Flowchart umum untuk struktur For tampak pada gambar berikut dan perhatikan penggunaan simbol preparation pada flowchart.



Dalam mengeksekusi sebuah pengulangan dengan For, urutan langkahlangkah adalah sebagai berikut :
1. Menetapkan nilai counter sama dengan awal.
2. Memeriksa apakah nilai counter lebih besar daripada nilai akhir. Jika benar maka keluar dari proses pengulangan. Apabila kenaikan bernilai negatif, maka proses akan memeriksa apakah nilai counter lebih kecil daripada nilai akhir. Jika benar maka keluar dari proses pengulangan.
3. Mengeksekusi pernyataan yang ada di badan loop
4. Menaikkan/menurunkan nilai counter sesuai dengan jumlah yang ditentukan pada argument increment. Apabila argument increment tidak ditetapkan maka secara default nilai counter akan dinaikkan 1.
5. Ulang kembali mulai langkah no 2.

Satu hal yang penting yang harus kita perhatikan adalah nilai counter selalu ditetapkan diawal dari pengulangan. Apabila kita mencoba merubah nilai akhir pada badan loop, maka tidak akan berdampak pada berapa banyak pengulangan akan dilakukan.

Contoh Algoritma untuk mencetak pernyataan sebanyak 100 kali.
Mungkin kalian pernah ketika masih di sekolah dasar melakukan perbuatan nakal yang membuat kalian disuruh menuliskan pernyataan tertentu sebanyak 100 kali sebagai hukuman atas kenakalan tersebut. Misalkan pernyataan yang harus ditulis adalah “Saya tidak akan mengulangi perbuatan itu lagi”. Bagaimanakah caranya algoritma untuk kasus ini?

Penyelesaian:
Pada contoh ini, kita memerlukan variabel counter, misalkan kita beri nama I. Nilai awalnya adalah 1 dan nilai akhirnya adalah 100. Sedangkan increment atau kenaikan tiap kali pengulangan dari I adalah satu. Perintah untuk mencetak pernyataan akan diulang satu persatu sampai nilai akhir dari counter terpenuhi (100). Flowchart penyelesaian untuk contoh ini dapat dilihat pada berikut.




- Struktur pengulangan dengan While

Pada pengulangan dengan For, banyaknya pengulangan diketahui dengan pasti karena nilai awal (start) dan nilai akhir (end) sudah ditentukan diawal pengulangan. Bagaimana jika kita tidak tahu pasti harus berapa kali mengulang? Pengulangan dengan While merupakan jawaban dari permasalahan ini. Seperti halnya For, struktur pengulangan dengan While juga merupakan struktur yang didukung oleh hampir semua bahasa pemrograman namun dengan sintaks yang berbeda.

Struktur While akan mengulang pernyataan pada badan loop sepanjang kodisi pada While
bernilai benar. Dalam artian kita tidak perlu tahu pasti berapa kali diulang. Yang penting sepanjang kondisi pada While dipenuhi maka pernyataan pada badan loop akan
diulang. Flowchart umum untuk struktur While dapat dilihat pada gambar berikut



Pada gambar di atas, tampak bahwa simbol preparasi untuk pengulangan seperti pada For tidak digunakan lagi. Namun kita menggunakan simbol decision untuk mengendalikan pengulangan. Selain kondisi, biasanya pengulangan While harus dilakukan inisialisasi variabel terlebih dahulu.

Contoh Pengulangan dengan While untuk mencetak nilai tertentu.
Perhatikan flowchart pada gambar berikut.



Bagaimanakah output dari flowchart tersebut?

Penyelesaian:
1. Pada flowchart ini ada dua variabel yang kita gunakan yaitu A dan B. Kedua variabel tersebut kita inisialisasi nilai awalnya (A = 1 dan B = 0) sebelum proses
loop terjadi. Variabel A adalah variabel counter.
2. Pada simbol decision, nilai A akan diperiksa apakah memenuhi kondisi (< 10).
Jika Ya maka perintah berikutnya dieksekusi, jika tidak maka program akan berhenti. Pada awal eksekusi ini kondisi akan terpenuhi karena nilai A = 1.
3. Jalankan perintah Print B.
4. Nilai variabel A kemudian diganti dengan nilai A lama (1) ditambah 2. Sehingga nilai variabel A baru adalah 3. Sedangkan nilai variabel B = 9 (hasil perkalian A = 3).
5. Program akan berputar kembali untuk memeriksa apakah nilai variabel A masih lebih kecil dari 10. Pada kondisi ini nilai A = 3, sehingga kondisi masih terpenuhi. Kemudian langkah berulang ke langkah ke 3. Begitu seterusnya sampai nilai variabel A tidak lagi memenuhi syarat kurang dari 10. Sehingga output dari flowchart ini adalah : 0, 9, 25, 49, 81.

Seperti halnya pengulangan dengan For, pengulangan dengan While juga memungkinkan terjadinya pengulangan bersarang. Aturan dan cara yang dilakukan sama dengan pengulangan dengan For. Pada beberapa bahasa pemrograman juga disediakan pengulangan
dengan cara Do ... Loop dan Repeat .. Until. Kedua cara ini mirip dengan While,
perbedaannya adalah letak dari kondisi. Pada While pemeriksaan kondisi diletakkan sebelum badan loop. Sedangkan Do ... Loop dan Repeat ... Until, pemeriksaan kondisi dilakukan setelah badan loop.