Dairesel tamponda (ring buffer) nedir ve ne zaman kullanırsınız?

Question

Accepted Answer

**Dairesel tampon**, uçlarının bir halka içinde birleştirilmiş gibi davranılan sabit boyutlu bir dizidir. İki dizin — **head** (okuma) ve **tail** (yazma) — ileri hareket eder ve modulo aritmetiği kullanarak sarılır, bu da oluşturulduktan sonra **tahsis** olmadan O(1) FIFO kuyruğu sağlar.

## Sarılma nasıl çalışır

```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)
```

## Kod

```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
```

| İşlem | Zaman |
|---|---|
| enqueue / dequeue | O(1) |
| alan | O(n) sabit |

## Ne zaman kullanılır

- **Streaming / ses / video tamponları** — sınırlı, sabit verim.
- **Üretici–tüketici** boru hatları geri basınçla.
- **Son N olayı günlüğe kaydetme** (en eski olanı üzerine yazma).

## Neden önemli

Bir halka tampon, öngörülebilir, tahsisatsız FIFO davranışı sağlar; bu, dinamik tahsisatın çok yavaş veya riskli olduğu gerçek zamanlı ve gömülü sistemlerde gereklidir.

Sınırlı boyutu ayrıca doğal bir geri basınç görevi görerek, hızlı üreticilerin belleği tüketmesini engeller.