为什么环形缓冲区大小必须是2的幂？

Question

为什么环形缓冲区大小必须是2的幂？

Answer 1

使用下面详述的方法必须是2的幂。不一定非必要。

常见的方法看起来像＆＃34; if（index＆gt; = size）{index = size - index; }＆＃34; （大小为10，索引10，结果索引为0）。相对于以下方法，这种情况较慢且容易出错。

使用2的幂可以让我们利用以下内容：

size = 32
bin(size) => '00100000'

mask = size - 1;
bin(mask) => '00011111'

以bitwise方式应用此掩码，当索引增长时，我们只能隔离包含0到31范围内数字的位：

index = 4
bin(4 & mask) => '00000100' (4)

# index 32 wraps.  note here that we do no bounds checking, 
# no manipulation of the index is necessary.  we can simply 
# and safely use the result.
index = 32
bin(index & mask) => '00000000' (0)

index = 33
bin(index & mask) => '00000001' (1)

index = 64
bin(index & mask) => '00000000' (0)

index = 65
bin(index & mask) => '00000001' (1)

这种方法不需要比较，不需要分支，并且是安全的（结果索引始终在边界内）。它具有不破坏信息的额外好处;当索引65对元素1进行处理时，我仍然保留索引在逻辑上为65的信息（证明非常有用）。

我还想补充一点，当索引增长到3456237（缓冲区中的地址13）时，这和它的3一样有效。

我知道我迟到了，我甚至不确定我是怎么发现这个问题的:-)希望这有帮助。