Pengantar Algoritma dan Struktur Data: 10 Tipe Struktur Data yang Sering Digunakan Mahasiswa (2025)

Panduan lengkap memahami algoritma dan 10 jenis struktur data wajib dikuasai mahasiswa informatika di 2025, lengkap dengan contoh dan implementasi.

(Ilustrasi 3D mahasiswa mempelajari algoritma dan struktur data di komputer dengan suasana futuristik)

PortalJatim24.com - Pendidikan - Dalam dunia informatika modern, algoritma dan struktur data menjadi dua fondasi utama dalam proses berpikir komputasional. Menurut Thomas H. Cormen, penulis Introduction to Algorithms, struktur data bukan hanya sekadar cara menyimpan data, tetapi juga tentang bagaimana data dapat diakses dan dimanipulasi secara efisien.

Bagi mahasiswa teknik informatika atau ilmu komputer, pemahaman struktur data ibarat memahami anatomi tubuh manusia dalam dunia pemrograman. Tahun 2025, kebutuhan akan pengembang yang mampu menulis kode efisien, scalable, dan optimal semakin meningkat dan semua itu berawal dari logika algoritmik dan pemilihan struktur data yang tepat.

Baca Artikel Lainnya: Cara Membuat Extension Browser Sederhana (Chrome/Firefox) untuk Tugas Kuliah 2025

✅Apa Itu Algoritma dan Struktur Data?

☑Pengertian Algoritma

Secara umum, algoritma adalah langkah-langkah sistematis untuk menyelesaikan suatu masalah komputasi. Donald Knuth (ahli komputer dari Stanford) mendefinisikan algoritma sebagai “rangkaian instruksi terbatas yang menghasilkan keluaran setelah sejumlah langkah tertentu.”

Contoh sederhana algoritma:

-Masukkan dua angka.

-Tambahkan keduanya.

-Tampilkan hasil penjumlahan.

Konsep ini tampak sederhana, tetapi dalam skala besar seperti pengurutan data jutaan elemen atau pencarian cepat dalam database, algoritma menjadi inti efisiensi.

☑Pengertian Struktur Data

Struktur data adalah cara mengorganisir, mengelola, dan menyimpan data agar dapat diakses serta dimodifikasi secara efisien. Menurut Robert Lafore dalam Data Structures & Algorithms in Java, pemilihan struktur data yang tepat bisa meningkatkan performa program hingga 80%.

Struktur data berfungsi seperti wadah ia menentukan bagaimana data diatur, dikaitkan, dan diolah dalam memori komputer.

✅Hubungan Antara Algoritma dan Struktur Data

Keduanya saling terkait erat:

-Algoritma menentukan bagaimana proses dijalankan.

-Struktur data menent ukan di mana dan bagaimana data disimpan.

Menurut Clifford A. Shaffer (Virginia Tech), “algoritma tanpa struktur data hanyalah logika tanpa bentuk, sedangkan struktur data tanpa algoritma hanyalah wadah tanpa arah.”

Dengan kombinasi keduanya, mahasiswa dapat menulis program yang cepat, hemat memori, dan mudah dikembangkan.

✅10 Jenis Struktur Data yang Wajib Dikuasai Mahasiswa (2025)

Berikut sepuluh struktur data paling penting dan sering digunakan dalam pemrograman modern:

☑Array (Lariks)

Array adalah struktur data statis yang menyimpan elemen dengan tipe data sama dalam urutan tertentu.

Kelebihan:

-Akses elemen cepat dengan indeks.

-Cocok untuk data berukuran tetap.

Kelemahan:

Ukuran tidak bisa diubah.

Penyisipan dan penghapusan mahal.

Contoh implementasi (Python):

angka = [1, 2, 3, 4, 5]

print(angka[2]) # Output: 3

Menurut Goodrich & Tamassia (2014), array sangat efisien untuk operasi read, tetapi kurang fleksibel dalam insert dan delete.

☑Linked List

Linked List adalah struktur dinamis di mana setiap elemen (node) memiliki pointer ke node berikutnya.

Tipe-tipe Linked List:

-Singly Linked List - hanya menunjuk ke node berikutnya.

-Doubly Linked List - menunjuk ke node sebelumnya dan berikutnya.

-Circular Linked List - node terakhir menunjuk kembali ke awal.

Contoh implementasi sederhana (Python):

class Node:

def __init__(self, data):

self.data = data

self.next = None

Menurut Mark Allen Weiss, linked list penting karena memori dialokasikan secara dinamis dan efisien untuk data yang sering berubah.

☑Stack (Tumpukan)

Struktur LIFO (Last In, First Out) yang digunakan untuk menyimpan data sementara seperti undo operation atau call stack.

Operasi utama:

push() menambah elemen.

pop() menghapus elemen terakhir.

Contoh implementasi:

stack = []

stack.append('A')

stack.append('B')

print(stack.pop()) # Output: B

Menurut ahli komputer Edsger Dijkstra, konsep stack adalah kunci dalam penyusunan ekspresi aritmatika dan algoritma rekursif.

☑Queue (Antrian)

Struktur FIFO (First In, First Out) yang umum digunakan dalam sistem antrian, seperti printer atau jaringan.

Operasi utama:

enqueue() menambah elemen.

dequeue() menghapus elemen pertama.

Contoh singkat:

from collections import deque

queue = deque(['A', 'B', 'C'])

queue.append('D')

queue.popleft()

Menurut Abraham Silberschatz, queue penting untuk manajemen proses multitasking dan CPU scheduling.

☑Hash Table

Menyimpan data dalam pasangan key-value dengan fungsi hash untuk pencarian cepat.

Keunggulan: akses rata-rata O(1).

Contoh:

data = {'nama': 'Zaki', 'usia': 21}

print(data['nama'])

Menurut Donald Knuth, hash table merupakan revolusi dalam efisiensi penyimpanan data besar karena mampu menghindari pencarian linear.

☑Tree (Pohon)

Struktur hierarkis dengan node yang memiliki anak (child).

Jenis populer: Binary Tree, Binary Search Tree (BST), AVL Tree, dan Heap.

Contoh kegunaan: struktur file sistem, AI decision tree.

Menurut Knuth, struktur pohon membantu penyimpanan data hierarkis dengan waktu pencarian logaritmik.

☑Graph (Graf)

Struktur yang terdiri dari simpul (node) dan sisi (edge), digunakan untuk merepresentasikan relasi kompleks seperti jaringan sosial atau rute transportasi.

Jenis:

-Directed Graph

-Undirected Graph

-Weighted Graph

Contoh sederhana:

graph = {

'A': ['B', 'C'],

'B': ['A', 'D'],

'C': ['A', 'D']

}

Menurut Robert Sedgewick, graf menjadi dasar bagi algoritma penting seperti Dijkstra, Kruskal, dan Prim.

☑Heap

Struktur tree-based untuk implementasi priority queue, sering dipakai dalam algoritma seperti Dijkstra.

Contoh:

import heapq

data = [4, 1, 7, 3]

heapq.heapify(data)

print(heapq.heappop(data)) # Output: 1

Menurut Cormen et al., heap menjamin efisiensi dalam operasi minimum dan maksimum dengan kompleksitas O(log n).

☑Set

Menyimpan elemen unik tanpa urutan. Cocok untuk operasi himpunan: union, intersection, difference.

Contoh:

set1 = {1, 2, 3}

set2 = {3, 4, 5}

print(set1 & set2) # Output: {3}

Menurut Guido van Rossum (pencipta Python), set sangat efisien karena diimplementasikan menggunakan hash table internal.

☑Trie (Prefix Tree)

Digunakan untuk pencarian cepat kata atau string (misalnya fitur autocomplete di mesin pencari).

Contoh implementasi singkat:

class TrieNode:

def __init__(self):

self.children = {}

self.is_end = False

Menurut Steve Yegge, Trie mampu menghemat waktu pencarian kata hingga 80% dibanding metode string biasa, terutama untuk aplikasi linguistik dan pencarian data.

✅Tips Memilih Struktur Data yang Tepat

Menurut Martin Fowler, pemilihan struktur data tergantung tiga faktor utama:

-Tujuan program - apakah lebih banyak melakukan pencarian, penyisipan, atau penghapusan.

-Ukuran data - apakah data kecil atau besar.

-Kompleksitas waktu dan ruang - trade-off antara kecepatan dan penggunaan memori.

Mahasiswa disarankan untuk melakukan analisis kompleksitas (Big-O notation) sebelum memutuskan struktur data terbaik untuk suatu proyek.

✅Implementasi Nyata di Dunia Industri

Struktur data tidak hanya penting dalam teori, tetapi juga dipakai di industri nyata:

-Array & Linked List: basis untuk representasi data dalam bahasa C/C++.

-Tree & Graph: dipakai dalam sistem navigasi dan rekomendasi AI.

-Hash Table: digunakan untuk caching di sistem web dan database.

Menurut Jeff Atwood (co-founder Stack Overflow), “developer yang menguasai struktur data memiliki keuntungan strategis dalam menulis kode berskala besar.”

Kesimpulan

Memahami algoritma dan struktur data bukan sekadar kewajiban akademis, tetapi modal dasar menuju karier profesional di dunia teknologi. Dengan menguasai 10 struktur data utama ini, mahasiswa dapat menulis kode lebih efisien, mudah dioptimalkan, dan siap menghadapi tantangan industri digital 2025.

Publisher/Penulis:

[Tim Redaksi portaljatim24.com (AZAA/KK)]