Panduan Lengkap Program Antrian C++

Struktur data antrian (queue) merupakan salah satu konsep fundamental dalam ilmu komputer. Dalam bahasa pemrograman C++, implementasi program antrian seringkali menjadi latihan esensial untuk memahami konsep First-In, First-Out (FIFO). Program antrian sangat vital dalam berbagai skenario nyata, mulai dari manajemen tugas di sistem operasi, pemrosesan transaksi bank, hingga simulasi layanan pelanggan.

DEPAN (Dequeue) A B C BELAKANG (Enqueue) Ukuran: 3

Visualisasi sederhana konsep FIFO pada antrian.

Konsep Dasar Antrian dalam C++

Antrian adalah struktur linier di mana operasi penambahan (disebut enqueue) selalu dilakukan di satu ujung (belakang/rear), dan operasi penghapusan (disebut dequeue) selalu dilakukan di ujung yang lain (depan/front). Prinsip FIFO memastikan bahwa elemen yang pertama kali masuk adalah yang pertama kali keluar. Dalam C++, antrian dapat diimplementasikan menggunakan array, list tertaut (linked list), atau menggunakan library standar C++ yaitu std::queue.

Implementasi Menggunakan Array (Dasar)

Implementasi manual menggunakan array sering diajarkan untuk memahami alokasi memori dan manajemen indeks. Meskipun sederhana, implementasi array memiliki batasan ukuran dan membutuhkan penanganan khusus untuk antrian melingkar (circular queue) agar efisien saat terjadi "loncatan" indeks.

Berikut adalah contoh kerangka dasar fungsi operasi antrian menggunakan array di C++:


#include <iostream>
#define MAX 100

int antrian[MAX];
int front = -1;
int rear = -1;

void enqueue(int data) {
    if (rear == MAX - 1) {
        std::cout << "Antrian Penuh!" << std::endl;
        return;
    }
    if (front == -1) {
        front = 0;
    }
    rear++;
    antrian[rear] = data;
    std::cout << data << " masuk ke antrian." << std::endl;
}

void dequeue() {
    if (front == -1) {
        std::cout << "Antrian Kosong!" << std::endl;
        return;
    }
    std::cout << antrian[front] << " keluar dari antrian." << std::endl;
    if (front == rear) {
        front = -1;
        rear = -1;
    } else {
        front++;
    }
}

Keunggulan Menggunakan std::queue

Untuk pengembangan aplikasi modern, menggunakan pustaka standar C++ <queue> jauh lebih disarankan. Objek std::queue secara internal biasanya menggunakan std::deque (double-ended queue) atau std::list sebagai wadah (container adaptor), sehingga penanganan overhead memori dan ukuran dinamis menjadi otomatis. Ini memungkinkan fokus pada logika bisnis daripada manajemen indeks.

Operasi dasar pada std::queue meliputi:

Contoh Program Antrian C++ dengan std::queue

Implementasi ini lebih ringkas dan aman:


#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>

void tampilkan_antrian(const std::queue<std::string>& q) {
    std::queue<std::string> temp = q; // Salin antrian untuk ditampilkan
    if (temp.empty()) {
        std::cout << "Antrian saat ini: [Kosong]" << std::endl;
        return;
    }
    std::cout << "Antrian (Depan -> Belakang): ";
    while (!temp.empty()) {
        std::cout << temp.front() << " ";
        temp.pop();
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    std::queue<std::string> layanan;

    // Enqueue (Menambahkan)
    layanan.push("Pelanggan 1");
    layanan.push("Pelanggan 2");
    layanan.push("Pelanggan 3");
    std::cout << "Ukuran antrian: " << layanan.size() << std::endl;
    tampilkan_antrian(layanan);

    // Dequeue (Menghapus)
    if (!layanan.empty()) {
        std::cout << "Melayani: " << layanan.front() << std::endl;
        layanan.pop();
    }

    layanan.push("Pelanggan 4 (Baru)");
    std::cout << "Ukuran antrian setelah pop dan push: " << layanan.size() << std::endl;
    tampilkan_antrian(layanan);

    return 0;
}

Penerapan Praktis Program Antrian

Program antrian C++ sangat relevan dalam simulasi sistem yang melibatkan urutan pemrosesan. Contoh nyata meliputi:

  1. Penjadwalan Tugas CPU: Sistem operasi menggunakan antrian untuk menentukan tugas mana yang harus dieksekusi selanjutnya (Round Robin sering memanfaatkan struktur antrian).
  2. Buffer Komunikasi: Ketika data dikirim melalui jaringan atau printer, data tersebut diantrikan hingga sumber daya siap menerimanya.
  3. Simulasi Layanan: Dalam konteks perbankan atau call center, antrian memastikan setiap panggilan atau nasabah dilayani sesuai urutan kedatangan mereka.

Memahami dan mampu membuat program antrian C++ adalah langkah awal yang kuat menuju penguasaan struktur data yang lebih kompleks dan efisien dalam pengembangan perangkat lunak berskala besar.

Related Posts