सर्कुलर बफर (रिङ बफर) भनेको के हो र तपाईंले यो कहिले प्रयोग गर्नुहुन्छ?

Question

Accepted Answer

एक **circular buffer** एक निश्चित आकारको array हो जसलाई यसको दुवै छेरहरू एक ring मा जोडिएको मानिन्छ। दुई indices — **head** (पढ्न) र **tail** (लेख्न) — अगाडी बढ्छन् र modulo arithmetic प्रयोग गरेर वरिपरि घुमाइ जान्छन्, जसले **कोई allocation नगरी** एक O(1) FIFO queue दिन्छ।

## Wrapping कसरी काम गर्छ

```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
```

| अपरेशन | समय |
|---|---|
| enqueue / dequeue | O(1) |
| space | O(n) निश्चित |

## कहिले प्रयोग गर्ने

- **Streaming / audio / video buffers** — सीमाबद्ध, स्थिर throughput।
- **Producer–consumer** pipelines backpressure सहित।
- **अन्तिम N events लग गर्न** (सबैभन्दा पुरानो overwite गर्न)।

## यो किन महत्त्वपूर्ण छ

एक ring buffer ले अनुमानयोग्य, allocation-मुक्त FIFO व्यवहार प्रदान गर्छ, जो real-time र embedded systems मा आवश्यक छ जहाँ गतिशील allocation बहुत ढिलो वा जोखिमपूर्ण छ।

यसको सीमाबद्ध आकार प्राकृतिक backpressure को रूपमा पनि काम गर्छ, तीव्र producers लाई मेमोरी समाप्त गरबाट रोक्छ।