Što je kružna memorijska bafera (ring buffer) i kada biste je koristili?

Question

Accepted Answer

**kružna memorijska bafera** je polje fiksne veličine tretirano kao da su njegovi krajevi spojeni u prsten. Dva indeksa — **head** (čitanje) i **tail** (pisanje) — napreduju i omotavaju se koristeći modulo aritmetiku, dajući O(1) FIFO red **bez alokacije** nakon kreiranja.

## Kako omotavanje funkcionira

```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
```

| Operacija | Vrijeme |
|---|---|
| enqueue / dequeue | O(1) |
| prostor | O(n) fiksno |

## Kada koristiti

- **Streaming / audio / video bafera** — ograničena, stabilna propusnost.
- **Proizvođač–potrošač** cjevovodi s povratnom prigušivanjem.
- **Bilježenje posljednjih N događaja** (prepismo najstarije).

## Zašto je to važno

Kružna bafera pruža predvidivo, bez-alokacijske FIFO ponašanje, što je bitno u sustavima u realnom vremenu i ugnježđenim sustavima gdje je dinamička alokacija premala ili rizična.

Njena ograničena veličina također djeluje kao prirodna povratna prigušivanja, sprječavajući brze proizvođače od iscrpljenja memorije.