Struktur data merupakan sebuah konsep penting yang wajib dipahami loh, khususnya bagi programmer. Penting bagi programmer pemula maupun profesional untuk mempelajari struktur data beserta jenis-jenis dan contohnya. Okay, tanpa berlama-lama, langsung simak saja yuk tentang Apa Itu Struktur Data, Manfaat, Kelebihan, dan Contohnya

Apa Itu Struktur Data?

Struktur data adalah sebuah cara untuk menyimpan, mengatur, dan mengakses data dalam komputer sehingga data tersebut dapat digunakan secara efisien.

Struktur data juga akan menentukan bagaimana data akan disimpan di memori komputer dan bagaimana data tersebut saling berhubungan satu sama lain. Data pada struktur ini bisa berupa huruf, angka, simbol, yang diletakkan pada kolom-kolom yang disebut node atau indeks.

Node merupakan titik-titik yang terhubung ke bagian lainnya yang menuju node berikutnya. Sedangkan indeks merupakan objek dalam sistem database yang membantu mempercepat pencarian data.

Dalam sebuah pengelolaan data, struktur data digunakan dalam beberapa situasi seperti berikut:

• Saat hendak mengelola data yang banyak dan kompleks – saat mengelola data, seperti data nama pelanggan, data penjualan, dan sejenisnya. Hal ini bisa membantu pengorganisasian data lebih terstruktur.
• Saat hendak meningkatkan performa program – Gunakan struktur data yang memungkinkan akses data yang cepat.
• Saat ingin menghemat memori – Struktur data membantu penggunanya menggunakan memori komputer secara optimal sehingga program tidak memakan banyak memori.
• Saat mengembangkan program – Struktur data menyediakan kerangka kerja yang terstruktur untuk membangun program sehingga proses pengembangannya menjadi lebih mudah.

Jenis Struktur Data

Menurut Geeks for Geeks, jenis struktur data terbagi menjadi dua, yakni struktur data linear dan nonlinear.

1. Struktur data linear

Data struktur linear berarti struktur data yang elemen-elemen datanya disusun secara berurutan (linier), yang mana setiap elemen tertaut pada elemen-elemen sebelum dan selanjutnya yang berdekatan. Data struktur linear dibagi lagi menjadi dua, yakni statis dan dinamis.

• Struktur data statis: Struktur data statis memiliki ukuran memori yang tetap. Contohnya adalah Array
• Struktur data dinamis: Dalam struktur data dinamis, ukurannya tidak tetap dan dapat diperbarui secara acak selama runtime. Hal ini dianggap efisien sehubungan dengan kompleksitas memori kode. Contohnya adalah Queue, Stack, dan Linked List.

2. Struktur data nonlinear

Struktur data ini berarti elemen datanya tidak ditempatkan secara berurutan. Dalam struktur data nonlinear, pengguna tidak dapat melintasi semua elemen dalam satu proses saja. Contoh struktur data nonlinear adalah Tree dan Graph.

Manfaat Struktur Data

Menurut Tech Skill Guru, ada beberapa alasan mengapa harus mempelajari struktur data, antara lain membantu pemecahan masalah, mendesain algoritma pemrograman, dan berbagai manfaat lain struktur data lainnya yang akan dibahas di bawah ini.

• Problem solving: Struktur data menjadi alat untuk menangani pemecahan masalah. Memahami struktur data dapat membantu membangun program yang mampu menangani masalah secara efisien.
• Desain algoritma: Untuk menyimpan dan memodifikasi data, banyak algoritma yang mengandalkan struktur data. Pemahaman yang mendalam tentang struktur data dibutuhkan untuk mengembangkan algoritma yang efektif.
• Persyaratan pekerjaan: Pengetahuan struktur data sering dibutuhkan untuk pekerjaan sebagai pengembang atau programmer. Bagi yang tertarik berkarir di sini, penting untuk mendalami tentang struktur data dan algoritma.
• Pemahaman Ilmu Komputer yang lebih baik: Struktur data merupakan konsep fundamental dalam ilmu komputer. Memahaminya akan membantu memperdalam pemahaman di bidang komputer secara keseluruhan.

Kelebihan Struktur Data

• Penyimpanan data yang lebih baik dan efisien.
• Pemulihan dan manipulasi data yang lebih cepat.
• Memudahkan dalam merancang algoritma untuk masalah yang kompleks.
• Memudahkan tugas pembaruan dan pemeliharaan data.
• Memberikan pemahaman yang lebih jelas tentang hubungan antardata.
• Meningkatkan kemampuan penggunaan ulang kode.
• Meningkatkan kemampuan dalam memecahkan masalah.
• Mengurangi penggunaan memori.
• Meningkatkan keamanan data.

Kekurangan Struktur Data

• Peningkatan beban komputasi dan penggunaan memori
• Kesulitan dalam merancang dan mengimplementasikan struktur data kompleks
• Skalabilitas dan fleksibilitas yang terbatas
• Kesulitan dalam debugging dan pengujian
• Sulit memodifikasi struktur data yang sudah ada
• Dibutuhkan tenaga ahli untuk membuat dan memelihara aplikasi dengan banyak struktur data sehingga meningkatkan biaya
• Semakin banyak struktur data yang digunakan, semakin sulit dipahami dan dikelola
• Beberapa struktur data memberikan performa akses data yang lebih lambat
• Butuh perencanaan dan pengujian yang matang agar struktur data bekerja dengan baik
• Kesalahan perancangan struktur data dapat menyebabkan performa yang buruk

Contoh Struktur Data

Berikut ini beberapa contoh struktur data disertai pembahasannya mulai dari Array, Linked List, Stack, hingga Graph.

1. Array

Array adalah kumpulan data yang disimpan pada lokasi memori yang berdekatan. Tujuannya adalah agar data-data sejenis bisa disimpan di satu tempat sehingga lebih mudah diakses dan diproses. Dengan array, bisa dengan mudah mengakses, mengurutkan, mencari, atau menghapus data nilai mahasiswa.

Penerapan Array di kehidupan sehari-hari:

• Digunakan untuk menampung data untuk perhitungan matematika.
• Digunakan dalam pemrosesan gambar.
• Digunakan dalam manajemen catatan.
• Diterapkan pada halaman buku.

2. Linked List

Linked list adalah struktur data linier yang mana elemennya tidak disimpan pada lokasi memori yang berurutan, melainkan dihubungkan menggunakan pointer. 

Linked List terbagi menjadi beberapa jenis seperti berikut:

• Singly-linked list: setiap node hanya menunjuk ke node berikutnya
• Doubly linked list: setiap node menunjuk ke node sebelum dan sesudahnya
• Circular linked list: node terakhir menunjuk ke node pertama membentuk lingkaran
• Doubly circular linked list: gabungan circular dan doubly linked list

Penerapan Linked List di kehidupan sehari-hari:

• Dalam Round-Robin scheduling, menggunakan linked list untuk mengatur giliran.
• Pada aplikasi penampil gambar, gambar sebelumnya dan berikutnya dihubungkan melalui linked list sehingga dapat diakses dengan tombol sebelumnya dan berikutnya.
• Pada daftar putar musik, lagu-lagu terhubung dengan lagu sebelumnya dan berikutnya untuk pemutaran yang lancar.

3. Stack

Stack adalah struktur data linier yang menggunakan aturan LIFO (Last in First out), artinya data yang masuk paling akhir akan keluar paling awal. Penambahan data disebut push, sedangkan pengambilan data disebut pop. Beberapa operasi yang bisa dilakukan menggunakan stack antara lain recurtion, sorting, menghapus elemen tengah stack, dan sebagainya.

Penerapan Stack di kehidupan sehari-hari:

• Tumpukan piring makanan yang disusun satu di atas yang lain. Saat mengambil satu piring dari tumpukan, kalian dapat menempatkan piring tersebut di bagian atas tumpukan. Namun, piring ini adalah piring yang baru ditambahkan. Jika menginginkan piring di bagian bawah tumpukan, kalian harus memindahkan semua piring di atasnya.
• Browser menggunakan struktur data stack untuk melacak situs-situs yang telah dikunjungi sebelumnya.
• Log panggilan di ponsel.

4. Queue

Queue (antri) adalah struktur data linier yang mengikuti aturan FIFO (First in First out), artinya data yang masuk paling awal akan keluar paling awal. Penambahan data pada queue disebut enqueue, sedangkan pengambilan data disebut dequeue.

Berbeda dengan stack, penambahan dan pengambilan data pada queue bisa dilakukan dari dua ujung, yakni depan dan belakang. Beberapa operasi yang bisa dilakukan pada queue antara lain reversing queue (menggunakan rekursi atau tidak).

Penerapan Queue di kehidupan sehari-hari:

• Antrian seperti jalan satu arah yang mana kendaraan yang pertama masuk akan keluar dulu.
• Antrian pada loket tiket, yang mana orang-orang yang mengantri lebih dulu akan dilayani lebih dulu.
• Antrian kasir pada toko, yang mana pelanggan yang mengantre lebih dulu akan melakukan pembayaran dulu sebelum yang lainnya.
• Orang-orang yang mengantri di eskalator, orang yang sudah berada di depan akan keluar dulu sebelum yang berada di belakangnya.

5. Tree

Tree adalah struktur data nonlinear dan berhierarki yang mana elemennya diatur dalam struktur seperti pohon. Pada Tree, node paling atas disebut node akar (root). Setiap node berisi beberapa data dan bisa berupa tipe data apa saja.

Tree terdiri dari node pusat, node struktural, dan sub-node yang dihubungkan dengan edge (garis penghubung). Struktur data tree memudahkan akses ke data karena sifatnya nonlinear. Tree memiliki berbagai istilah, seperti node, root, edge, tinggi tree, derajat tree, dan sebagainya.

Ada beberapa istilah yang ada di tipe Tree, antara lain:

• Root: node yang terletak di paling atas.
• Child node: turunan dari setiap node.
• Parent node: node yang berisi sub-node.
• Siblings: node yang asalnya dari parent node yang sama.
• Leaf node: node yang tidak memiliki turunan lagi.

Adapun struktur data Tree dibagi menjadi beberapa jenis:

• Binary tree
• Binary search tree
• AVL tree
• B-tree

Penerapan Tree dalam kehidupan sehari-hari:

• Membantu dalam proses pengindeksan di database.
• Sebagai alat pembelajaran mesin yang efisien, terutama dalam analisis keputusan. Sebab, strukturnya yang menyerupai diagram alur yang memudahkan pemahaman data.
• Domain Name Server juga mengandalkan struktur data Tree dalam operasinya.
• Situs jejaring sosial 

6. Graph

Graph adalah struktur data nonlinier yang terdiri dari vertex (node) dan edge (sisi). Graph terbentuk dari himpunan vertex dan himpunan edge yang menghubungkan sepasang node. 

Struktur data ini digunakan untuk memecahkan masalah pemrograman yang paling kompleks. Beberapa istilah yang ada pada Graph seperti path, derajat, vertex bersebelahan, komponen terhubung, dan lain-lain.

Penerapan Graph dalam kehidupan sehari-hari:

• Digunakan pada Google Maps, yang mana kota-kota diwakili sebagai simpul dan jalur yang menghubungkan mereka sebagai tepi grafik.
• Jejaring sosial juga merupakan contoh grafik dunia nyata, yang mana setiap anggota jaringan merupakan simpul, dan hubungan pertemanan mereka menjadi tepi grafik.
• Digunakan dalam studi molekul dalam bidang fisika dan kimia sebagai cara untuk memahami hubungan antar atom dan ikatan kimia.

Simpulan

Jadi, bisa disimpulkan bahwa struktur data adalah cara untuk menyimpan, mengelola, dan mengakses data dalam komputer sehingga data tersebut dapat digunakan secara efisien. Penggunaan struktur data yang tepat dapat mempengaruhi kinerja aplikasi web, terutama dalam hal responsivitas dan waktu muat halaman aplikasi web. 

Eitss, harus diingat bahwa spesifikasi hosting atau server juga harus mumpuni, ya. Oleh karena itu, disarankan untuk menggunakan cloud hosting atau menyewa cloud VPS berkualitas di Jetorbit. 

Semoga bermanfaat 🙂