વર્તુળાકાર બફર (ring buffer) શું છે અને તમે તેનો ક્યારે ઉપયોગ કરશો?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

એક **circular buffer** એ નિશ્ચિત-કદનો અરે છે જેને તેના છેડા એક વલયમાં જોડાયેલા તરીકે ગણવામાં આવે છે. બે સૂચકાંકો — **head** (વાંચન) અને **tail** (લેખન) — આગળ વધે છે અને મોડ્યુલો અંકગણિતનો ઉપયોગ કરીને આસપાસ લપેટાઇ જાય છે, O(1) FIFO કતારમાં સર્જન પછી **કોઈ ફાળવણી** વિના આપે છે.

## લપેટવા કેવી રીતે કામ કરે છે

```text
capacity 5, after writing A,B,C,D and reading A,B:
index:  0   1   2   3   4
      [ . ][ . ][ C ][ D ][ . ]
              head^       tail^   (tail wraps to 0 next write)
```

## Code

```python
class RingBuffer:
    def __init__(self, n):
        self.buf = [None]*n
        self.head = self.tail = self.size = 0
        self.cap = n
    def enqueue(self, x):                  # O(1)
        if self.size == self.cap: raise Exception("full")
        self.buf[self.tail] = x
        self.tail = (self.tail + 1) % self.cap   # wrap
        self.size += 1
    def dequeue(self):                     # O(1)
        x = self.buf[self.head]
        self.head = (self.head + 1) % self.cap    # wrap
        self.size -= 1
        return x
```

| ક્રિયા | સમય |
|---|---|
| enqueue / dequeue | O(1) |
| જગ્યા | O(n) નિશ્ચિત |

## ક્યારે ઉપયોગ કરવો

- **સ્ટ્રીમિંગ / ઑડિયો / વિડિયો બફર્સ** — બંધાયેલ, સ્થિર થ્રુપુટ.
- **નિર્માતા–ઉપભોક્તા** પાઇપલાઇનો પાછાથી દબાણ સાથે.
- **છેલ્લા N ઇવેન્ટ્સ નોંધવા** (સૌથી જૂના માટે બદલો).

## શા માટે તે મહત્વપૂર્ણ છે

વલય બફર વર્તણૂક FIFO અનુમાનિત અને ફાળવણી-મુક્ત પ્રદાન કરે છે, જે વાસ્તવિક-સમય અને એમ્બેડેડ સિસ્ટમમાં આવશ્યક છે જ્યાં ગતિશીલ ફાળવણી ખૂબ ધીમી અથવા જોખમી છે.

તેનું બંધાયેલ કદ પણ કુદરતી પાછાથી દબાણ તરીકે કાર્ય કરે છે, ઝડપી નિર્માતાઓને મેમરી સમાપ્ત થતું અટકાવે છે.

ક્રિયા	સમય
enqueue / dequeue	O(1)
જગ્યા	O(n) નિશ્ચિત

લપેટવા કેવી રીતે કામ કરે છે

Code

ક્યારે ઉપયોગ કરવો

શા માટે તે મહત્વપૂર્ણ છે

સંબંધિત પ્રશ્નો