Struktur Kontrol Pada Java

Komponen mendasar dari suatu program -- variabel, ekspresi, penyataan, dan pemanggilan subrutin -- telah dijelaskan pada Bab sebelumnya. Mulai dari bab ini, kita akan melihat bagaimana komponen dasar tersebut berinteraksi sehingga menjadi program yang lebih kompleks.
Pada bab ini, kompleksitas program akan lebih dititikberatkan pada apa yang bisa dilakukan dari dalam sebuah subrutin. Lebih khusus, akan dijelaskan lebih lanjut tentang struktur kontrol.
Struktur kontrol, yaitu perulangan (loop) dan percabangan (branch), dapat digunakan untuk mengulangi perintah berulang-ulang atau untuk memilih dua atau lebih skenario. Java memiliki beberapa struktur kontrol dan kita akan lihat secara lebih detail kemudian.
Bab ini juga akan membahas tentang desain suatu program. Jika kita dihadapkan pada suatu permasalahan yang akan dipecahkan oleh program komputer, bagaimana caranya kita berfikir untuk merancang program tersebut. Kita akan melihat sebagian jawabannya di bab ini, dan kemudian akan kita gunakan dalam beberapa contoh yang tersedia.

Blok,Perulangan dan Percabangan

Kemampuan suatu program untuk melakukan tugas kompleks dilakukan dengan menggabungkan perintah sederhana menjadi struktur kontrol. Dalam bahasa Java, ada 6 struktur tersebut, yaitu blok, perulangan while, perulangan do ... while, perulangan for, pernyataan if, dan pernyataan switch.
Masing-masing struktur ini sebetulnya merupakan pernyataan tunggal yang berdiri dengan sendirinya, tetapi di dalamnya terdiri dari satu atau lebih perintah sehingga keseluruhannya menjadi suatu struktur perintah.
Blok
Blok adalah pernyataan sederhana yang dimulai dengan { dan diakhiri dengan }. Tujuannya untuk mengelompokkan beberapa perintah sehingga lebih dimengerti. Misalnya

{
     perintah
}

Pernyataan blok biasanya terdapat dalam struktur kontrol, tetapi sebetulnya tanpa struktur kontrol pun, blok tetap berlaku. Contoh sederhana penggunaan blok ini adalah dalam subrutin main() yang kita lakukan pada contoh-contoh sebelumnya.
Berikut ini adalah 2 contoh penggunaan blok.

{
    System.out.println("Hallo");
    System.out.println("Dunia");
}
 
{ // blok ini digunakan untuk menukar isi variable x dan y
    int temp;
    temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

Pada blok kedua, kita mendeklarasikan variable baru temp. Dalam blok kedua ini, variabel apapun yang dideklarasikan tidak akan dapat diakses dari luar blok ini. Variabel ini disebut variabel lokal, karena hanya bisa diakses dari dalam blok.
Ketika komputer menjalankan program ini, komputer akan mempersiapkan memori untuk menyimpan variabel yang dideklarasikan di dalam blok ini. Ketika blok ini selesai dijalankan, komputer akan melepas memori yang digunakan dalam blok ini untuk digunakan oleh bagian program lain.
Konsep "scope" atau jangkauan pada konsep pemrograman, mengacu pada bisa atau tidaknya suatu variabel dilihat oleh bagian program lain. Jangkauan suatu variabel menyatakan di bagian mana variabel ini valid atau dengan kata lain bisa diakses. Jangkauan variabel dalam suatu blok terbatas hanya pada blok tersebut.
Blok sendiri sebetulnya bukan merupakan struktur kontrol. Program akan berjalan seperti biasa dari atas kebawah seperti biasa. Secara umum struktur kontrol dibagi menjadi 2 bagian, yaitu : perulangan dan percabangan.
Perulangan
Sebagai contoh untuk membahas tentang perulangan, kita lihat pernyataan while, yang memiliki bentuk seperti

while (suatu_kondisi) {
   perintah
}

Semantik pada pernyataan while tersebut adalah sebagai berikut. Ketika komputer sampai pada pernyataan while, komputer akan melakukan perhitungan pada suatu_kondisi. Apabila suatu_kondisi bernilai true, blok yang berisi perintah akan dilakukan. Setelah komputer sampai pada bagian akhir blok, komputer akan menghitung kembali suatu_kondisi. Jika masih bernilai true, maka blok tersebut akan dieksekusi, dan jika tidak, program akan melompat ke bagian program berikutnya setelah blok berakhir. Atau dengan kata lain, jika suatu_kondisi bernilai false, blok perintah tidak akan dieksekusi.
Berikut ini adalah contoh untuk menulis bilangan 1 hingga 5.

int angka = 1; // inisialisasi variabel, kita mulai dengan mengisi variabel angka dengan 1
 
while (angka <= 5) {
     System.out.println(angka); // cetak isi angka di layar
     angka = angka + 1;         // tambah angka dengan 1
}
 
System.out.println("Selesai...");

Variabel angka kita inisialiasi (persiapkan) dan kita isi mula-mula dengan 1. Ketika program sampai pada pernyataan while, program akan mengevaluasi apakah angka <= 5. Pada saat program baru dimulai, angka masih bernilai 1, sehingga pernyataan angka <= 5 bernilai true. Dalam hal ini perintah di dalam blok akan dieksekusi, yaitu mencetak angka ke layar, kemudian menambah angka dengan 1. Sekarang angka bernilai 2.
Setelah sampai pada akhir blok, program akan kembali pada awal pernyataan while. Sekarang angka bernilai 2, dan karena 2 masih kurang dari atau sama dengan 5, program akan kembali mengeksekusi perintah dalam blok. Begitu seterusnya hingga angka bernilai 6. Pada saat ini program akan berhenti melakukan perulangan dan berhenti melakukan eksekusi perintah di dalam blok tersebut, kemudian melakukan perintah berikutnya, yaitu menampilkan kata "Selesai...".
Percabangan
Pernyataan if memperintahkan komputer untuk memilih salah satu aksi yang akan dilakukan, tergantung pada suatu kondisi tertentu. Bentuknya dapat ditulis sebagai berikut

if (suatu_kondisi)
     perintah_1;
else
     perintah_2;

Perintah_1 dan perintah_2 juga bisa berbentuk blok, sehingga pernyataan di atas dapat ditulis juga sebagai berikut

if (suatu_kondisi) {
     perintah_1;
} else {
     perintah_2;
}

Ketika komputer sampai pada pernyataan if, komputer akan menghitung apakah suatu_kondisi bernilai true. Jika iya, maka blok perintah berikutnya akan dieksekusi, dalam hal ini perintah_1. Jika tidak, maka blok setelah pernyataan else akan dieksekusi, yaitu perintah_2.
Sebagai contoh, mari kita kembali pada contoh program untuk membalik nilai x dan y, dengan syarat x harus lebih besar dari y. Dalam hal ini, setelah program ini dieksekusi, nilai x akan selalu bernilai lebih kecil dari y, karena jika nilai x lebih besar, nilai x akan ditukar dengan nilai y.

if (x > y) { // jika x lebih besar dari y
    // blok ini digunakan untuk menukar isi variable x dan y
    int temp;
    temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

Contoh berikut adalah program untuk menentukan apakah suatu bilangan merupakan bilangan genap atau bilangan ganjil. Dengan menggunakan operator %, yaitu sisa pembagian, kita dapat menentukan apabila sisa pembagian suatu bilangan dengan 2 adalah 0, maka bilangan tersebut merupakan bilangan genap. Jika tidak, maka bilangan tersebut adalah bilangan ganjil.

if ((x % 2) == 0) {
    System.out.println(x + " adalah bilangan genap");
} else {
    System.out.println(x + " adalah bilangan ganjil");
}

Perancangan Algorithma

Program komputer itu seperti seni yang memuat suatu ide. Seorang programmer mulai dengan suatu tugas di kepalanya, misalnya menghitung sisi miring dari segitiga siku-siku. Kemudian dia akan berfikir tentang apa yang harus dilakukan untuk menyelesaikan tugas tersebut dalam bahasa manusia. Dalam hal ini misalnya, sisi miring dapat dihitung dengan mengambil akar kuadrat dari jumlah kuadrat sisi siku-sikunya. Pemecahan masalah ini kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa pemrograman yang berupa perintah langkah demi langkah bagaimana komputer harus menyelesaikan tugas tersebut.
Perintah langkah demi langkah hingga detail ini disebut algoritma. (Secara teknis, algoritma adalah kumpulan langkah-langkah sederhana yang jelas, tidak membingungkan karena hanya ada satu cara untuk melakukan langkah sederhana tersebut, dilakukan selama kurun waktu tertentu. Kita tidak ingin program menghitung selamanya tanpa batas waktu.)
Program ditulis dalam bahasa pemgrograman tertentu. Tetapi algoritma ditulis secara umum atau generic, dalam bahasa manusia, sehingga bisa diimplementasikan menggunakan bahasa pemrograman apapun. Atau dengan kata lain, algoritma mirip seperti ide di belakang program yang akan kita tulis. Tetapi ide tersebut harus jelas, dan memuat langkah demi langkah yang sederhana.
Jadi darimana algoritma itu datang? Biasanya orang harus membuat algoritma itu. Dengan skill, latihan dan pengalaman, orang akan lebih mudah membuat suatu algoritma.
Di bagian ini akan dibahas tentang bagaimana membuat suatu algoritma. Jadi bahasa Java akan kita tinggalkan sementara. Kita akan beralih untuk berfikir secara abstrak.

---

Misalnya, kita memiliki suatu tugas di kepala. Salah satu cara untuk menyelesaikan tugas itu adalah menuliskan penyelesaiannya langkah demi langkah, dan dari sana kita membuat algoritma untuk menyelesaikan masalah itu. Kemudian dari setiap langkah tersebut, kita bisa membuat langkah-langkah lain yang lebih detail, sampai kita bisa menerjemahkan langkah-langkah itu ke dalam bahasa pemrograman. Metode ini disebut penghalusan bertahap (stepwise refinement), dan sifatnya top-down atau dari atas ke bawah. Sambil kita menambah detail pada setiap langkah, kita bisa mulai menuliskan algoritma dalam bentuk pseudocode (kode palsu) yang bentuknya tidak harus persis atau mengikuti suatu bahasa pemrograman.
Misalnya, kita ambil contoh untuk menghitung rata-rata dari 5 bilangan. Kita bisa menuliskan pseudocode dalam bentuk berikut :

ambil input user untuk bilangan pertama
masukkan ke variabel x
ambil input user untuk bilangan kedua
tambahkan variabel x dengan bilangan kedua
ambil input user untuk bilangan ketiga
tambahkan variabel x dengan bilangan ketiga
ambil input user untuk bilangan keempat
tambahkan variabel x dengan bilangan keempat
ambil input user untuk bilangan kelima
tambahkan variabel x dengan bilangan kelima
bagi variabel x dengan 5
tampilkan hasilnya di layar

Algoritma di atas betul, tetapi terlalu banyak perulangan. Bagaimana jika bilangan yang akan dirata-ratakan ada 100? Kita bisa udah algoritma di atas dengan pseudocode yang lebih mudah dimengerti, misalnya

while a kurang dari 5
    ambil input user untuk bilangan ke-a
    tambahkan nilai x dengan bilangan ke-a
    tambah a dengan 1
bagi variabel x dengan 5
tampilkan di layar

Sekarang, ambil input user bisa dideskripsikan lebih jauh. Kita harus memberikan pertanyaan kepada user. Dan seperti dipelajari pada bab sebelumnya, input dari user berupa String yang harus diterjemahkan ke dalam tipe data bilangan untuk bisa dikalkulasi. Pseudocode di atas dapat ditulis ulang sebagai berikut :

while a kurang dari 5
    beri pertanyaan kepada user untuk memasukkan bilangan ke-a
    ambil input user untuk bilangan ke-a
    ubah input menjadi bilangan
    tambahkan nilai x dengan bilangan ke-a
    tambah a dengan 1
bagi variabel x dengan 5
tampilkan di layar

Dan juga dari pelajaran sebelumnya, untuk mengambil input user, kita bisa dihadapkan pada permasalahan IO (input output). Selain itu kita juga harus menginisialisasi pembaca dan tempat meletakkan string sementara. Untuk itu, kita harus mengubah pseudocode nya menjadi seperti ini

inisialisasi pembaca
inisialisasi tempat string sementara
while a kurang dari 5
    beri pertanyaan kepada user untuk memasukkan bilangan ke-a
    "coba" ambil input user untuk bilangan ke-a
        jika ada masalah keluar dari program
    ubah input menjadi bilangan
    tambahkan nilai x dengan bilangan ke-a
    tambah a dengan 1
bagi variabel x dengan 5
tampilkan di layar

Kemudian, perlu diperhatikan bahwa variabel a dan x tidak diketahui nilai awalnya oleh komputer. Bayangkan jika nilai a dan x ditentukan oleh komputer secara acak, bukan saja hasil rata-ratanya menjadi tak tentu, tetapi juga perulangannya menjadi tak menentu. Untuk itu kita harus tambahkan perintah untuk menginisialisasi a dan x dengan 0, sehingga pseudocodenya menjadi

inisialisasi x dengan 0
inisialisasi a dengan 0
inisialisasi pembaca
inisialisasi tempat string sementara
while a kurang dari 5
    beri pertanyaan kepada user untuk memasukkan bilangan ke-a
    "coba" ambil input user untuk bilangan ke-a
        jika ada masalah keluar dari program
    ubah input menjadi bilangan
    tambahkan nilai x dengan bilangan ke-a
    tambah a dengan 1
bagi variabel x dengan 5
tampilkan di layar

Dari sini kita bisa menerjemahkan pseudocode tersebut menjadi program Java, yaitu

double x = 0;
int a = 0;
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String strbilangan = null;
 
while (a < 5) {
    System.out.print("Masukkan bilangan ke-" + a + " : ");
    try {
        strbilangan = br.readLine();
    } catch (IOException ioe) {
        System.out.println("Kesalahan IO, program berhenti");
        System.exit(1);
    }
    x = x + Double.parseDouble(strbilangan);
    a = a + 1;
}
x = x / 5;
System.out.println("Rata-rata bilangan yang dimasukkan adalah " + x);

Jangan lupa bahwa program tersebut membutuhkan paket java.io.*, sehingga kita harus menambah

import java.io.*

di awal kelas. Berikut ini adalah program lengkapnya dan dapat diunduh dalam bentuk zip file atau melalui SVN di alamat berikut http://belajarjava.googlecode.com/svn/trunk/HitungRataRata5Bil

package hitungratarata5bil;
 
import java.io.*;
 
public class HitungRataRata5Bil {
 
 /**
  * @param args
  */
 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub
  double x = 0;
  int a = 0;
  BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  String strbilangan = null;
 
  while (a < 5) {
      System.out.print("Masukkan bilangan ke-" + a + " : ");
      try {
          strbilangan = br.readLine();
      } catch (IOException ioe) {
          System.out.println("Kesalahan IO, program berhenti");
          System.exit(1);
      }
      x = x + Double.parseDouble(strbilangan);
      a = a + 1;
  }
 
  x = x / 5;
  System.out.println("Rata-rata bilangan yang dimasukkan adalah " + x); 
 }
}

http://java.lyracc.com/artikel/java-untuk-pemula/perancangan-algoritma

Posted in: Materi Kelas XII RPL