Apakah buffer beredar (ring buffer) dan bilakah anda akan menggunakannya?

Question

Accepted Answer

**Buffer beredar** ialah tatasusunan bersaiz tetap yang diperlakukan seolah-olah hujungnya bergabung membentuk gelang. Dua indeks — **head** (baca) dan **tail** (tulis) — maju dan berputar menggunakan aritmetik modulo, memberikan baris FIFO O(1) dengan **tiada peruntukan** selepas penciptaan.

## Cara pemutaran berfungsi

```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
```

| Operasi | Masa |
|---|---|
| enqueue / dequeue | O(1) |
| ruang | O(n) tetap |

## Bila hendak digunakan

- **Buffer penstriman / audio / video** — bersempadan, daya pemprosesan tetap.
- **Saluran pengeluar–pengguna** dengan tekanan belakang.
- **Menglog N peristiwa terakhir** (tulis ganti yang tertua).

## Mengapa ini penting

Buffer gelang memberikan tingkah laku FIFO yang dapat diramal dan bebas peruntukan, yang penting dalam sistem masa nyata dan tertanam di mana peruntukan dinamik terlalu perlahan atau berisiko.

Saiznya yang terbatas juga bertindak sebagai tekanan belakang semula jadi, menghalang pengeluar yang cepat daripada menghabiskan ingatan.