03. Variabel, tipe data, dan masukan

Program yang berguna bekerja dengan data yang berubah-ubah. Bab ini memperkenalkan variabel, tipe-tipe data yang dipakai di lomba, operasi hitungnya, dan cara membaca masukan dengan format yang diterima penilai daring.

Variabel dan tipe

Di C++ setiap variabel diberi tipe saat dibuat. Tipe menentukan nilai apa yang boleh disimpan dan berapa besar memorinya.

int umur = 15;
long long penduduk = 8000000000LL;
double berat = 47.5;
char nilai = 'A';
bool lulus = true;
string nama = "Budi";

Bayangkan variabel sebagai kotak berlabel di dalam memori. Labelnya adalah namanya, ukurannya ditentukan tipenya, dan isinya boleh diganti kapan saja — tetapi tipenya tidak.

Ada dua kejadian berbeda yang sering tertukar:

int umur = 15;   // deklarasi: kotak baru dibuat, lalu diisi
umur = 16;       // penugasan: kotak yang sudah ada, isinya diganti
int umur = 17;   // error: kotak dengan nama itu sudah ada

int x;
cout << x << "\n";   // angka tak terduga, dan bisa berbeda tiap dijalankan

Aturan penamaan: boleh huruf, angka, dan garis bawah, tetapi tidak boleh diawali angka dan tidak boleh memakai kata kunci C++ seperti int atau return. Huruf besar-kecil dibedakan, jadi nilai dan Nilai adalah dua kotak berbeda.

Tipe yang perlu kamu kuasai untuk OSN:

int a = 2000000000;
int b = a + a;            // meluap, hasilnya negatif
long long c = 2000000000LL + 2000000000LL;   // benar: 4000000000

Akhiran LL memberi tahu compiler bahwa angka itu sendiri long long, bukan int yang kemudian disimpan ke long long.

Kenapa luapan menghasilkan angka negatif

int menempati 4 byte, yaitu 32 bit, dan satu bit dipakai untuk tanda. Yang muat hanyalah bilangan dari −2.147.483.648 sampai 2.147.483.647. Ketika hasil hitungan melewati ujung atas, nilainya tidak berhenti di sana melainkan berputar ke ujung bawah, persis seperti jarum jam yang melewati angka 12 lalu kembali ke 1:

int x = 2147483647;      // nilai int terbesar
cout << x + 1 << "\n";   // -2147483648

Dua contoh yang paling sering merusak jawaban di lomba:

Perhatikan baris kedua: 50000 sendiri kecil sekali, tetapi hasil kalinya tidak. Yang menentukan adalah besarnya hasil, bukan besarnya masukan.

Ada satu jebakan tambahan. Tipe hasil perkalian ditentukan oleh tipe kedua operandnya, bukan oleh tipe kotak tujuannya:

int a = 50000, b = 50000;
long long salah = a * b;                  // -1794967296: meluap sebelum disalin
long long benar = (long long)a * b;       // 2500000000

Perkalian a * b dihitung lebih dulu sebagai int, meluap di situ, baru hasilnya yang sudah rusak disalin ke long long. Memberi cast pada salah satu sisi membuat seluruh perkalian dikerjakan sebagai long long.

Aritmetika

Perhatikan 7 / 2 menghasilkan 3, bukan 3.5. Kalau kedua sisi bilangan bulat, C++ memakai pembagian bulat: hasil pecahannya dibuang. Untuk mendapat 3.5, minimal satu sisi harus pecahan:

cout << 7 / 2 << endl;        // 3
cout << 7 / 2.0 << endl;      // 3.5
cout << (double)7 / 2 << endl;// 3.5

Bentuk (double)7 disebut cast: memaksa nilai dibaca sebagai tipe lain.

Pembagian bulat memotong ke arah nol, jadi 7 / 2 menjadi 3 dan -7 / 2 menjadi -3 (bukan -4).

cout << fixed << setprecision(17) << 0.1 + 0.2 << "\n";

0.30000000000000004

Operator % hanya untuk bilangan bulat, dan sangat sering dipakai:

cout << 17 % 5 << endl;   // 2
cout << 10 % 2 << endl;   // 0  -> 10 genap
cout << 123 % 10 << endl; // 3  -> digit terakhir
cout << 123 / 10 << endl; // 12 -> buang digit terakhir

Dua baris terakhir adalah trik yang dipakai berulang kali di soal OSN untuk memproses angka digit demi digit.

Urutan pengerjaan

Seperti di matematika, *, /, dan % dikerjakan lebih dulu daripada + dan -. Yang setingkat dikerjakan dari kiri ke kanan.

cout << 2 + 3 * 4 << "\n";      // 14, bukan 20
cout << (2 + 3) * 4 << "\n";    // 20
cout << 100 / 10 / 2 << "\n";   // 5  (dibaca (100/10)/2)

Di lomba, aturan praktisnya sederhana: kalau ragu, beri kurung. Kurung tambahan tidak memperlambat program sedikit pun, sedangkan salah urutan mengubah jawaban.

Penugasan singkat

int x = 10;
x += 5;    // sama dengan x = x + 5   -> 15
x -= 3;    // 12
x *= 2;    // 24
x /= 5;    // 4   (pembagian bulat)
x %= 3;    // 1
x++;       // 2   (tambah satu)
x--;       // 1   (kurang satu)

Membaca masukan dengan cin

cin >> x membaca satu nilai dari masukan standar dan menyimpannya di x. Spasi, tab, dan pindah baris sama-sama dianggap pemisah.

int a, b;
cin >> a >> b;
cout << a + b << endl;

Bayangkan masukan sebagai satu antrean karakter yang panjang. Setiap cin >> x melakukan tiga hal berurutan: melewati semua spasi, tab, dan pindah baris yang ada di depan; membaca karakter berikutnya selama masih masuk akal untuk tipe x; lalu berhenti tepat sebelum pemisah berikutnya dan meninggalkannya di antrean.

Karena spasi dan pindah baris diperlakukan sama, program itu menerima 3 4 maupun:

3
4

Keduanya sama bagi cin.

Urutan pembacaan harus sama persis dengan urutan yang dijanjikan soal. Kalau soal berkata "baris pertama berisi n, baris kedua berisi n bilangan", maka n dibaca lebih dulu, baru sisanya — dan jumlah cin >> yang dijalankan harus tepat sebanyak angka yang tersedia. Kelebihan satu cin >> membuat program menunggu masukan yang tidak akan pernah datang.

Format masukan dan keluaran untuk penilai

Di OSN, program dinilai mesin. Karena itu ada aturan ketat:

• Jangan mencetak kalimat pengantar seperti Masukkan dua bilangan: . Penilai membandingkan keluaranmu karakter demi karakter; kalimat tambahan membuat jawaban dianggap salah.
• Cetak persis seperti yang diminta soal, tanpa teks tambahan.
• Spasi atau pindah baris di akhir biasanya dimaafkan, tetapi jangan mengandalkannya.

Jadi untuk soal "baca dua bilangan, cetak jumlahnya", jawaban yang benar adalah persis:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a, b;
    cin >> a >> b;
    cout << a + b << "\n";
    return 0;
}

Saat menjalankannya di komputer sendiri, ketik angkanya lalu tekan Enter; layar akan terlihat kosong sampai kamu memasukkan semua angka yang diminta. Itu normal.

Membaca teks satu baris

cin >> nama berhenti di spasi pertama, jadi Budi Santoso hanya terbaca Budi. Untuk membaca satu baris penuh, pakai getline:

string baris;
getline(cin, baris);

Membaca sampai masukan habis

Sebagian soal tidak memberi tahu ada berapa angka. Pola bakunya:

int x;
while (cin >> x) {
    // proses x
}

cin >> x bernilai salah ketika masukan sudah habis, jadi perulangannya berhenti sendiri.

Mencetak bilangan pecahan

Secara bawaan cout mencetak double dengan enam digit berarti. Soal sering meminta jumlah angka di belakang koma tertentu:

#include <iomanip>

double rata = 7.0 / 3.0;
cout << fixed << setprecision(2) << rata << endl;   // 2.33

fixed berarti "hitung digit setelah koma", setprecision(2) menetapkan dua digit. Keduanya cukup ditulis sekali; pengaruhnya berlaku untuk semua pencetakan berikutnya.

Pekerjaan rumah

Kesalahan yang paling sering

Tips OSN

Baca batasan sebelum menulis kode. Bagian Batasan pada soal OSN bukan hiasan: dari situlah tipe data ditentukan. Urutannya selalu sama — lihat nilai terbesar yang mungkin muncul, perkirakan hasil terbesarnya, baru pilih tipe. Yang menentukan adalah besarnya hasil, bukan besarnya masukan: dua bilangan int yang dikalikan sudah bisa melewati batas int.

Luapan tidak memberi pesan error. Program yang meluap tetap berjalan, tetap mencetak angka, dan tetap dinilai Wrong Answer. Kalau jawabanmu tiba-tiba negatif pada uji berbatasan besar padahal logikanya benar, tersangka pertama selalu int.

Hati-hati pada perkalian setengah jalan. Menyimpan hasil ke long long tidak menolong kalau perkaliannya sendiri dilakukan sebagai int:

int p = 1000000, l = 1000000;
long long luas = p * l;          // salah: p * l dihitung sebagai int
long long benar = (long long)p * l;  // benar

Cara paling aman di lomba: kalau ada kemungkinan sedikit saja hasilnya besar, deklarasikan variabelnya long long sejak awal. Biaya kecepatannya tidak berarti; biaya salah jawab jauh lebih mahal.

Jangan memakai double untuk jawaban bilangan bulat. double hanya tepat sampai sekitar 15 digit berarti, jadi jawaban bulat besar bisa tercetak sebagai 1e+18. Pakai double hanya kalau soal memang meminta pecahan, dan selalu dengan fixed << setprecision(k) sesuai permintaan soal.

Soal menyebut berapa digit desimal yang diminta. Kalau soal meminta dua angka di belakang koma, mencetak 82.5 dinilai salah walaupun nilainya sama. fixed << setprecision(2) membuat 82.5 tercetak 82.50.

Ringkasan

• Variabel adalah kotak berlabel; tipenya menentukan isi dan ukurannya.
• int aman sampai sekitar ±2 × 10⁹; di atas itu pakai long long. Yang menentukan adalah besarnya hasil, bukan besarnya masukan.
• / antara dua bilangan bulat membuang pecahannya; % memberi sisanya. n % 10 dan n / 10 adalah pasangan untuk memproses digit.
• double tidak tepat; jangan dibandingkan dengan ==.
• cin >> melewati semua spasi dan pindah baris, lalu membaca satu nilai.
• Program untuk penilai membaca dari masukan standar dan mencetak hanya jawaban yang diminta.
• fixed dan setprecision(k) dari <iomanip> menetapkan banyaknya digit di belakang koma.

Latihan bergaya OSN

Tiga soal berikut sudah memakai masukan standar, persis seperti soal sungguhan. Uji jawabanmu dengan mengalirkan masukan dari terminal:

echo "10 7 3" | ./ubin

Kerangka ketiganya ada di exercises/03/osn/.

Soal 1 — Ubin Lantai

Sebuah ruangan berbentuk persegi panjang berukuran P × L sentimeter akan dipasangi ubin berbentuk persegi dengan sisi S sentimeter. Ubin dipasang mulai dari salah satu sudut ruangan, sejajar dinding, dan tidak boleh dipotong. Sisa lantai di tepi ruangan yang tidak tertutup ubin utuh akan ditutup semen.

Hitung berapa ubin utuh yang terpasang dan berapa luas lantai yang harus ditutup semen.

Format masukan. Satu baris berisi tiga bilangan bulat P, L, dan S.

Format keluaran. Satu baris berisi dua bilangan bulat: banyaknya ubin utuh, lalu luas sisa lantai dalam sentimeter persegi, dipisahkan satu spasi.

Batasan.

• 1 ≤ P, L ≤ 10⁹
• 1 ≤ S ≤ 10⁹

Contoh masukan

10 7 3

Contoh keluaran

6 16

Penjelasan. Ke arah panjang muat 10 / 3 = 3 ubin, ke arah lebar muat 7 / 3 = 2 ubin, jadi seluruhnya 3 × 2 = 6 ubin. Luas ruangan 10 × 7 = 70, luas tertutup 6 × 3 × 3 = 54, sisanya 70 − 54 = 16.

Kerangkanya: exercises/03/osn/01-ubin-lantai.cpp

Soal 2 — Nilai Akhir

Nilai akhir satu mata pelajaran dihitung dari tiga komponen dengan bobot tetap: nilai tugas 30%, nilai UTS 30%, dan nilai UAS 40%.

Format masukan. Satu baris berisi tiga bilangan bulat: nilai tugas, nilai UTS, dan nilai UAS.

Format keluaran. Satu baris berisi nilai akhir dengan tepat dua digit di belakang koma.

Batasan. Ketiga nilai berada di antara 0 dan 100.

Contoh masukan

80 75 90

Contoh keluaran

82.50

Penjelasan. 0,3 × 80 + 0,3 × 75 + 0,4 × 90 = 24 + 22,5 + 36 = 82,5. Karena soal meminta dua digit di belakang koma, jawabannya ditulis 82.50, bukan 82.5.

Kerangkanya: exercises/03/osn/02-nilai-akhir.cpp

Soal 3 — Deret Aritmetika

Sebuah deret aritmetika dimulai dari suku pertama a dan setiap suku berikutnya bertambah b dari suku sebelumnya. Tentukan suku ke-n dan jumlah n suku pertamanya.

Format masukan. Satu baris berisi tiga bilangan bulat a, b, dan n.

Format keluaran. Satu baris berisi dua bilangan bulat: suku ke-n dan jumlah n suku pertama, dipisahkan satu spasi.

Batasan.

• −10⁶ ≤ a, b ≤ 10⁶
• 1 ≤ n ≤ 10⁶
• Kerjakan tanpa perulangan.

Contoh masukan

3 5 4

Contoh keluaran

18 42

Penjelasan. Deretnya 3, 8, 13, 18. Suku keempatnya 18, dan 3 + 8 + 13 + 18 = 42.

Kerangkanya: exercises/03/osn/03-deret-aritmetika.cpp

Bingung atau sudah selesai? Buka halaman pembahasan PR.