Deque

Terminologi

• Head - merupakan node pertama/paling depan dari deque.
• Tail - merupakan node terakhir/paling belakang dari deque.

Definisi

Deque (Double-ended Queue) merupakan struktur data linear yang mirip dengan doubly linked list sekaligus variasi dari queue. Yang membedakan antara deque dan queue terletak pada posisi untuk menambah atau mengurangi data. Queue hanya dapat menambah data di belakang dan mengurangi data di depan, sementara deque dapat melakukan keduanya (menambah/mengurangi data di depan/belakang).

Operasi Dasar

• isEmpty - untuk memeriksa apakah deque kosong atau tidak.
• pushFront - operasi untuk menambahkan data baru dari depan deque.
• pushBack - operasi untuk menambahkan data baru dari belakang deque.
• front - untuk memperoleh data yang berada pada paling depan.
• back - untuk memperoleh data yang berada pada paling belakang.
• popFront - operasi untuk menghapus data yang berada pada paling depan.
• popBack - operasi untuk menghapus data yang berada pada paling belakang.

Kompleksitas waktu semua operasi dilakukan secara konstan O(1).

Aplikasi Deque

Deque umumnya digunakan untuk menyelesaikan problem dengan karakteristik Sliding Window. Pada problem Sliding Window, kita perlu untuk menghapus data dari depan dan belakang queue. Contoh problem Sliding Window adalah mencari nilai maksimum dari seluruh subarray dengan size tertentu.

Implementasi ADT : Deque

Link Implementasi Lengkap Deque dapat dilihat disini

Implementasi deque dapat dilakukan dengan menggunakan Doubly Linked List dengan menggunakan pointer tail/rear untuk menunjukkan index paling belakang dan head/front untuk menunjukkan index terdepan pada deque.

• Representasi Node

Node dari Deque direpresentasikan oleh node bernama DListNode yang menyimpan data int dan referensi untuk node sebelum dan selanjutnya.

typedef struct dnode_t {
    int data;
    struct dnode_t      \
        *next,
        *prev;
} DListNode;

• Struktur Deque

Deque memiliki dua pointer referensi pada strukturnya yaitu head dan tail.

typedef struct deque_t {
    DListNode           \
        *_head, 
        *_tail;
    unsigned _size;
} Deque;

• isEmpty

Untuk memeriksa apakah deque kosong, cukup dengan memeriksa apakah tail dan tail deque tersebut bernilai NULL atau tidak.

bool deq_isEmpty(Deque *deque) {
    return (deque->_head == NULL && \
            deque->_tail == NULL);
}

• pushFront

Untuk melakukan pushFront, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut.

• Buat node baru.
• Jika deque kosong, jadikan node baru sebagai head dan tail.
• Jika tidak kosong, maka buat next dari node baru ke head dan prev dari head ke node baru.
• Kemudian pindah head ke node baru.

void deq_pushFront(Deque *deque, int value)
{
    DListNode *newNode = __dlist_createNode(value);
    if (newNode) {
        deque->_size++;
        if (deq_isEmpty(deque)) {
            deque->_head = newNode;
            deque->_tail = newNode;
            return;
        }

        newNode->next = deque->_head;
        deque->_head->prev = newNode;
        deque->_head = newNode;
    }
}

• pushBack

Untuk melakukan pushBack, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut.

• Buat node baru.
• Jika deque kosong, jadikan node baru sebagai head dan tail.
• Jika tidak kosong, maka buat next dari node baru ke tail dan prev dari tail ke node baru.
• Kemudian pindah tail ke node baru.

void deq_pushBack(Deque *deque, int value)
{
    DListNode *newNode = __dlist_createNode(value);
    if (newNode) {
        deque->_size++;
        if (deq_isEmpty(deque)) {
            deque->_head = newNode;
            deque->_tail = newNode;
            return;
        }

        deque->_tail->next = newNode;
        newNode->prev = deque->_tail;
        deque->_tail = newNode;
    }
}

• front

int deq_front(Deque *deque) {
    if (!deq_isEmpty(deque)) {
        return (deque->_head->data);
    }
    return 0;
}

• rear

int deq_back(Deque *deque) {
    if (!deq_isEmpty(deque)) {
        return (deque->_tail->data);
    }
    return 0;
}

• popFront

Untuk melakukan popFront, dilakukan langkah langkah berikut.

• Tampung head pada variabel temp (temporary).
• Mengganti head dengan referensi next dari head.
• Menghapus node temp.
• Jika head kosong, maka tail juga kosong.

void deq_popFront(Deque *deque)
{
    if (!deq_isEmpty(deque)) {
        DListNode *temp = deque->_head;
        if (deque->_head == deque->_tail) {
            deque->_head = NULL;
            deque->_tail = NULL;
            free(temp);
        }
        else {
            deque->_head = deque->_head->next;
            deque->_head->prev = NULL;
            free(temp);
        }
        deque->_size--;
    }
}

• popBack

Untuk melakukan popBack, dilakukan langkah langkah berikut.

• Tampung tail pada variabel temp (temporary).
• Mengganti tail dengan referensi prev dari tail.
• Menghapus node temp.
• Jika head kosong, maka tail juga kosong.

void deq_popBack(Deque *deque)
{
    if (!deq_isEmpty(deque)) {
        DListNode *temp;
        if (deque->_head == deque->_tail) {
            temp = deque->_head;
            deque->_head = NULL;
            deque->_tail = NULL;
            free(temp);
        }
        else {
            temp = deque->_tail;
            deque->_tail = deque->_tail->prev;
            deque->_tail->next = NULL;
            free(temp);
        }
        deque->_size--;
    }
}