Membandingkan Vec dengan Box di Rust

Latihan membuat instruksi pembelajaran yang terkait penggunaan tipe data Vec dan Box yang lebih cocok untuk implementasi ADT di bahasa pemrograman Rust.

Membandingkan Vec dengan Box di Rust.

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari materi ini, pembaca diharapkan mampu:

• Menjelaskan perbedaan antara Vec<T> dan Box<T> dari sisi struktur memori.

• Memahami peran Vec sebagai koleksi dinamis dan Box sebagai pembungkus nilai tunggal di heap.

• Menentukan kapan menggunakan Vec atau Box dalam kasus praktis.

• Menghubungkan penggunaan Vec dan Box dengan pembahasan ADT (misalnya List atau LinkedList).

• Mengantisipasi potensi kesalahan umum (edge cases) saat bekerja dengan keduanya.

Prasyarat

Sebelum mempelajari materi ini, pembaca sebaiknya sudah:

• Mengenal dasar bahasa Rust: variabel, fungsi, tipe data.

• Memahami konsep stack dan heap.

• Membaca artikel sebelumnya tentang Membandingkan Array dengan Vec.

Konsep Dasar

Mengingat Kembali Vec<T>

• Vec<T> adalah koleksi dinamis untuk menyimpan banyak elemen dengan tipe sama.

• Disimpan di stack sebagai struktur tiga word (pointer ke heap, panjang, kapasitas).

• Elemen-elemen tersimpan di heap secara kontigu.

• Dapat bertambah atau berkurang ukurannya sesuai kebutuhan.

fn main() {
    let mut v: Vec<i32> = Vec::new();
    v.push(10);
    v.push(20);
    println!("{:?}", v); // [10, 20]
}

Mengingat Kembali Box<T>

• Box<T> sudah pernah dibahas singkat sebelumnya ketika membandingkan array dengan Vec.

• Box<T> adalah smart pointer sederhana yang menyimpan satu nilai di heap.

• Berguna ketika:

  • Data terlalu besar untuk stack.

  • Hanya ingin satu alokasi di heap.

  • Membuat struktur rekursif (contoh: LinkedList, Tree).

fn main() {
    let b: Box<i32> = Box::new(42);
    println!("{}", b); // 42
}

Kapan Menggunakan Vec vs Box

• Gunakan Vec<T> bila:

  • Perlu menyimpan banyak elemen dengan tipe sama.

  • Ukuran koleksi berubah-ubah (dynamic size).

  • Perlu akses cepat ke elemen melalui indeks.

• Gunakan Box<T> bila:

  • Hanya menyimpan satu nilai besar di heap.

  • Ingin menghindari penyalinan data besar ke stack.

  • Membutuhkan pointer tunggal untuk tipe rekursif.

Kaitan dengan ADT dan Struktur Data

Pembahasan Vec dan Box menjadi lebih penting ketika kita masuk ke ADT (Abstract Data Type) seperti List, Stack, Queue, atau LinkedList.

• Vec<T> sering menjadi implementasi praktis untuk ADT List karena mendukung operasi dinamis seperti push, pop, dan indexing cepat.

• Box<T> lebih relevan saat membuat struktur data rekursif, misalnya:

  • Linked List di mana setiap node menunjuk ke node berikutnya dengan Box.

  • Tree di mana setiap node punya anak berupa Box<Node>.

Dengan kata lain: Vec adalah solusi praktis, sementara Box membuka jalan untuk memahami bagaimana struktur data dibangun di atas konsep pointer dan heap.

Edge Cases

1. Kesalahan Umum dengan Box

   • Mengira Box bisa menampung koleksi elemen seperti Vec. Padahal hanya satu nilai.

2. Reallocation di Vec

   • Saat kapasitas penuh, Vec melakukan reallocation dan menyalin semua elemen ke lokasi heap baru.

   • Hal ini membuat pointer lama tidak valid, sehingga borrow checker Rust sangat penting.

3. Ownership Box

   fn main() {
       let b = Box::new(5);
       let c = b;        // ownership pindah ke c
       // println!("{}", b); // error: b tidak lagi valid
       println!("{}", c);
   }

Refleksi

• Mengapa Vec lebih cocok untuk menyimpan banyak data yang sering berubah ukurannya?

• Mengapa Box sering dipakai untuk membuat LinkedList?

• Bagaimana kesalahan memilih antara Vec dan Box dapat berdampak pada performa atau keterbacaan kode?

Clue: pikirkan perbedaan jumlah data (banyak vs tunggal), sifat dinamis Vec vs sifat sederhana Box, serta kebutuhan struktur data yang rekursif.

Referensi

• Rust Documentation: The Rust Programming Language (The Book). Tersedia di: https://doc.rust-lang.org/book/

• Rust Standard Library: Vec dan Box. Tersedia di: https://doc.rust-lang.org/std/

• Sekolah Teknik Elektro dan Informatika, Institut Teknologi Bandung. Praktikum Algoritma dan Struktur Data.