Создание кольцевого буфера с перезаписью по принципу FIFO

Условие

Необходимо разработать структуру данных — кольцевой буфер фиксированного объёма, работающий по принципу FIFO (First In, First Out). Основные свойства:

• Имеет заранее заданную ёмкость, которую нельзя изменить после создания;
• При достижении полной загрузки новые элементы заменяют самые старые, сохраняя порядок очереди.

Ответ

Храните индекс самого старого элемента и текущий размер. Новый элемент пишется в (head + size) % capacity; при полном буфере перезаписывается head и сдвигается начало.

final class RingBuffer<T> {
    private final Object[] data;
    private int head, size;
    RingBuffer(int capacity) {
        if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
        data = new Object[capacity];
    }
    void add(T value) {
        java.util.Objects.requireNonNull(value);
        int index = (int) (((long) head + size) % data.length);
        data[index] = value;
        if (size == data.length) head = (head + 1) % data.length;
        else size++;
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T poll() {
        if (size == 0) return null;
        T value = (T) data[head];
        data[head] = null;
        head = (head + 1) % data.length;
        size--;
        return value;
    }
}

Операции O(1), память O(capacity). Null запрещён, чтобы отличать пустоту при poll. Это однопоточная реализация; конкурентные операции требуют общей синхронизации.