মাঝপথের প্রজেক্ট — দোকানের হিসাবের খাতা, একটি কমান্ড-লাইন টুল

১ · রহিম চাচার খাতা — প্রজেক্টের শুরু যেখান থেকে

মিরপুরে রহিম চাচার একটি ছোট মুদি দোকান। প্রতিদিনের সব বিক্রি লেখা থাকে একটি লাল মলাটের খাতায় — কেউ নগদ দেন, কেউ bKash-এ পাঠান, কয়েকজন “বাকি” রাখেন। রাতে ক্যালকুলেটর নিয়ে বসলে প্রায়ই যোগফল মেলে না।

তাঁর ভাগ্নি নাদিয়া CSE-তে পড়েন। তিনি একটি প্রোগ্রাম বানিয়ে দেবেন বলেছেন, আর এই পর্বে আমরা তাঁর সাথে সেটি বানাব। কিন্তু খেয়াল করুন — এই পর্বের আসল বিষয় কোড নয়। আসল বিষয় হলো একজন ইঞ্জিনিয়ার কীভাবে একটি ফাঁকা পাতা থেকে কাজ করা সফটওয়্যারে পৌঁছান।

প্রোগ্রামটি হবে একটি CLI টুল — অর্থাৎ terminal-এ চলা প্রোগ্রাম, যেখানে মাউস বা বোতাম নেই, শুধু লেখা মেনু আর কীবোর্ড। শেষ পর্যন্ত এটি দেখতে কেমন হবে, তার একটি ঝলক:

=== Rahim Store : Sales Ledger ===
1) Add sale   2) List   3) Search   4) Totals   0) Exit
> 1
Item name : Rice 1kg
Quantity  : 2
Unit price: 72.50
Paid by (1=cash 2=bKash 3=due): 2
Saved. (sale #14)
> 4
Cash: 2310.00   bKash: 1845.00   Due: 420.00
Today total: 4575.00 Tk  (14 sales)

নাদিয়া সরাসরি কোড লিখতে বসেননি। পাঁচটি ধাপের প্রতিটিতে একটি লিখিত জিনিস তৈরি হয়েছে — “পরে” চেপে দেখুন:

US-1  দোকানদার হিসেবে আমি প্রতিটি বিক্রি লিখে রাখতে চাই,
      যাতে দিনের শেষে কিছু বাদ না পড়ে।
US-2… US-5  তালিকা, মোট (নগদ/bKash/বাকি আলাদা),
            নাম দিয়ে খোঁজা, ভুল ইনপুটে না ভাঙা
বাদ (এখন নয়): ফাইলে সংরক্ষণ, মুছে ফেলা, স্টকের হিসাব

বিক্রি (Sale)  : পণ্যের নাম, পরিমাণ, একক দাম, কীভাবে টাকা পেলাম
টাকার ধরন      : নগদ | bKash | বাকি          → enum
খাতা (Ledger)  : বিক্রির তালিকা, কয়টি আছে, কয়টির জায়গা আছে
সিদ্ধান্ত: দাম রাখব পয়সায় (72.50 টাকা = 7250), float নয়

void ledger_init (Ledger *lg);
int  ledger_add  (Ledger *lg, Sale s);          // 0 = ok, -1 = no memory
long ledger_total(const Ledger *lg, int pay);   // pay = -1 means all
long ledger_find (const Ledger *lg, const char *word, size_t from);
void ledger_free (Ledger *lg);

[x] M1  মেনু ঘোরে, 0 চাপলে বের হয়
[x] M2  বিক্রি যোগ ও তালিকা (স্থির অ্যারে)
[ ] M3  খোঁজা ও মোট হিসাব
[ ] M4  দরকারমতো বাড়ে এমন জায়গা (realloc)
[ ] M5  ভুল ইনপুটে না ভাঙা

T1  খালি খাতায় মোট             → 0.00          PASS
T2  পরিমাণে "abc"               → আবার চাইবে    PASS
T3  ৫০ অক্ষরের নাম             → কেটে ৩১ অক্ষর  PASS
T4  ১০০০টি বিক্রি যোগ           → সব আছে, leak নেই PASS
T5  Ctrl+D (ইনপুট শেষ)          → শান্তভাবে বের হয় PASS

২ · চাহিদা লেখা — user story আর “কী বানাব না”

নতুনদের সবচেয়ে সাধারণ ভুল হলো সমস্যা না বুঝেই কোড লিখতে বসা। দর্জির কথা ভাবুন — মাপ না নিয়ে জামা সেলাই করলে যত সুন্দর সেলাই-ই হোক, গায়ে লাগবে না। সফটওয়্যারে “মাপ নেওয়া”-র নাম requirement বা চাহিদা লেখা।

চাহিদা লেখার একটি জনপ্রিয় ও কাজের ছাঁচ হলো user story:

“কে” মনে করিয়ে দেয় প্রোগ্রামটি কার জন্য — চাচা প্রোগ্রামার নন, তাই মেনু হবে সহজ। “কেন” বলে আসল উদ্দেশ্য — চাচা মোট দেখতে চান ক্যাশবাক্স মেলাতে, তাই নগদ আর bKash আলাদা দেখানো জরুরি।

প্রতিটি story-র সাথে লিখুন কিছু acceptance criteria — কখন বলবেন কাজটি “হয়েছে”। এগুলো যাচাই করা যায় এমন হতে হবে। “সহজে ব্যবহার করা যাবে” যাচাই করা যায় না; “ভুল সংখ্যা দিলে প্রোগ্রাম বন্ধ না হয়ে আবার চাইবে” যাচাই করা যায়।

যা বানাব না — MVP-র সীমারেখা

চাচা আরও চাইলেন স্টকের হিসাব, ক্রেতাভিত্তিক বাকি, মাসিক রিপোর্ট, এমনকি SMS! সবই যৌক্তিক, কিন্তু সব একসাথে বানাতে গেলে কয়েক সপ্তাহেও শেষ হবে না।

তাই নাদিয়া ঠিক করলেন একটি MVP — সবচেয়ে ছোট সংস্করণ, যা চাচার সবচেয়ে বড় কষ্টটি দূর করে: দিনের শেষে নির্ভুল যোগফল। বাকি সব একটি আলাদা তালিকায় লেখা থাকল, ভুলে যাওয়ার জন্য নয় — পরে করার জন্য।

৩ · ডেটা মডেল — খাতার একটি লাইন দেখতে কেমন

চাচার লাল খাতার যেকোনো একটি লাইন দেখুন: “চাল ১ কেজি — ২টি — ৭২.৫০ — bKash”. একটি লাইনে চারটি তথ্য। এটাই আমাদের data model-এর শুরু। পর্ব ২২-এ শেখা struct ঠিক এই কাজের জন্যই — কয়েকটি সম্পর্কিত তথ্যকে এক নামে বাঁধা।

typedef enum { PAY_CASH, PAY_BKASH, PAY_DUE } PayMethod;

typedef struct {
    char      item[32];   /* product name, at most 31 chars + '\0' */
    int       qty;        /* how many, always > 0                   */
    long      price;      /* unit price in paisa: 72.50 Tk = 7250    */
    PayMethod pay;        /* cash, bKash or due                      */
} Sale;

typedef struct {
    Sale  *items;         /* heap array, grows when full             */
    size_t count;         /* sales stored now                        */
    size_t capacity;      /* sales that fit before we must grow      */
} Ledger;

মাত্র কয়েকটি লাইন, কিন্তু প্রতিটি লাইনের পেছনে একটি করে সিদ্ধান্ত আছে। একজন ইঞ্জিনিয়ার এই সিদ্ধান্তগুলো লিখে রাখেন, যাতে পরে কেউ (বা নিজেই) বুঝতে পারেন “কেন এমন”:

৪ · কাজ ভাগ — ফাংশনের মানচিত্র আর তিন স্তরের নকশা

পর্ব ০২-এ শিখেছেন decomposition — বড় সমস্যাকে ছোট টুকরোয় ভাঙা। আর পর্ব ১৩-এ শিখেছেন single responsibility — একটি ফাংশন, একটি কাজ। এবার দুটোকে একসাথে প্রয়োগ করার পালা।

নাদিয়া প্রোগ্রামটিকে তিনটি স্তরে ভাগ করলেন। এই নীতির নাম separation of concerns — আলাদা দায়িত্ব আলাদা জায়গায়। রেস্টুরেন্টের মতো: ওয়েটার অর্ডার নেন, রাঁধুনি রান্না করেন, ভাঁড়ারে মাল থাকে — কেউ অন্যের কাজ করেন না।

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ নিয়ম: মাঝের স্তরের (ledger_) কোনো ফাংশন printf বা scanf করবে না। সে শুধু ডেটা নেয়, হিসাব করে, ফল ফেরত দেয়। ফলে এগুলো কীবোর্ড ছাড়াই টেস্ট করা যায়, আর মোবাইল অ্যাপেও হুবহু আবার ব্যবহার করা যায় — ওয়েটার বদলালে রাঁধুনি বদলাতে হয় না।

এবার প্রতিটি ফাংশনের “চুক্তি” লিখে ফেলা — কী নেয়, কী ফেরত দেয়, কোন চাহিদা পূরণ করে। পর্ব ০২-এর specification-এর মতোই, শুধু ফাংশন পর্যায়ে:

খেয়াল করুন, ledger_total নেয় const Ledger * — প্রতিশ্রুতি দেয় খাতা বদলাবে না, ভুল করে বদলাতে গেলে compiler আটকাবে। আর ledger_add ব্যর্থতা জানায় ফেরত মান দিয়ে; ব্যবহারকারীকে কী বলা হবে, সেই সিদ্ধান্ত UI স্তরের।

৫ · ইউজার ফ্লো — মেনু লুপ কীভাবে ঘোরে

প্রতিটি CLI টুলের হৃদয় একটি লুপ: মেনু দেখানো → পছন্দ পড়া → সেই কাজ করা → আবার মেনু। পর্ব ১২-এ এর নাম শুনেছেন — event loop. মোবাইল অ্যাপ বা গেমের ভেতরেও এমন লুপ ঘোরে, শুধু “পছন্দ” আসে টাচ হয়ে।

লুপ থেকে বের হওয়ার পথ দুটি, এবং দুটিই পরিকল্পনায় থাকতে হবে: ব্যবহারকারী 0 চাপলেন, অথবা ইনপুটই শেষ হয়ে গেল (EOF — Linux-এ Ctrl+D, Windows-এ Ctrl+Z তারপর Enter). দ্বিতীয়টি ভুলে গেলে প্রোগ্রাম অসীম লুপে আটকে যায়। নিচে চাচার একটি ছোট সেশন দেখুন — দুটি বিক্রি যোগ, তালিকা, মোট, তারপর বের হওয়া। ডান পাশে খাতার অবস্থা খেয়াল করুন:

1int main(void) {2    Ledger lg; ledger_init(&lg);3    int choice;4    while ((choice = ui_menu()) != 0) {5        switch (choice) {6        case 1: ui_add(&lg);    break;7        case 2: ui_list(&lg);   break;8        case 4: ui_totals(&lg); break;9        default: puts("No such option.");10        }11    }12    ledger_free(&lg);  puts("Bye!");13    return 0;14}

এবার মেনু লুপের একটি ছোট, চালানো যায় এমন সংস্করণ দেখুন। এটি M3-এর আদলে ইচ্ছা করে সরল রাখা — স্থির অ্যারে, পূর্ণ টাকা। ইনপুট আগে থেকেই দেওয়া, তাতে কিছু ভুল ইনপুটও আছে। “Run” চাপুন:

#include <stdio.h>
typedef struct { char item[24]; int qty; long taka; } Sale;
int main(void) {
    Sale v[10]; int n = 0, choice = -1; char line[100];
    while (choice != 0) {
        printf("\n1) Add  2) Total  0) Exit\n> ");
        if (fgets(line, sizeof line, stdin) == NULL) break;           /* EOF: stop */
        if (sscanf(line, "%d", &choice) != 1) { puts("Type a number."); continue; }
        if (choice == 1) {
            printf("item qty price: ");
            if (n < 10 && fgets(line, sizeof line, stdin) != NULL &&
                sscanf(line, "%23s %d %ld", v[n].item, &v[n].qty, &v[n].taka) == 3 &&
                v[n].qty > 0 && v[n].taka > 0) printf("saved #%d\n", ++n);
            else puts("Not saved (list full or bad input).");
        } else if (choice == 2) {
            long sum = 0;
            for (int i = 0; i < n; i++) sum += v[i].qty * v[i].taka;
            printf("%d sales, total %ld Tk\n", n, sum);
        } else if (choice != 0) puts("No such option.");
    }
    return 0;
}

৬ · মাইলস্টোনে বানানো — প্রতিটি ধাপের শেষে প্রোগ্রাম চলে

নতুনরা প্রায়ই তিন দিন ধরে ৪০০ লাইন লিখে প্রথমবার compile করেন — আর পান অসংখ্য error, কোনটি কোথা থেকে বোঝার উপায় নেই। অভিজ্ঞরা প্রথমে ছোট কিছু বানান যা চলে, তারপর একটু একটু যোগ করেন, আর প্রতিটি যোগের পর প্রোগ্রাম আবার চলে। কিছু ভাঙলে দোষী শেষ যোগ করা অংশটুকুই।

নাদিয়ার পাঁচটি মাইলস্টোন দেখুন — প্রতিটিতে কী নতুন কাজ করছে, আর কোন টেস্টে তা প্রমাণিত:

> 1
[add: coming soon]
> 9
No such option.
> 0
Bye!
টেস্ট: 0 চাপলে বের হয় · ভুল সংখ্যায় বার্তা · EOF-এ আটকে থাকে না

> 2
No sales yet.
> 1   (Rice, 2, 7250, cash)
Saved. (sale #1)
> 2
1. Rice   2 x 72.50  cash
টেস্ট: খালি তালিকা · ৩টি বিক্রি যোগ করে তালিকা মেলানো

> 3   search: egg
2. Eggs  12 x 13.00  bKash
> 4
Cash: 145.00  bKash: 156.00  Due: 0.00
টেস্ট: না পেলে "Not found" · খালি খাতায় মোট 0.00 · হাতে হিসাব মেলানো

count=1  capacity=2
count=3  capacity=4      ← ভর্তি হলে দ্বিগুণ
count=5  capacity=8
...
count=1000 capacity=1024
টেস্ট: ১০০০টি বিক্রি · sanitizer-এ leak বা সীমা পেরোনো নেই

Quantity  : abc
Please enter a whole number from 1 to 9999.
Quantity  : 99999999999999
Please enter a whole number from 1 to 9999.
Item name : (৫০ অক্ষরের নাম)
Name too long, kept first 31 characters.
টেস্ট: পুরো টেস্ট প্ল্যান (অংশ ৭)

M4-এর মূল অংশ চালিয়ে দেখুন — পাঁচবার যোগ, প্রতিবার কয়টি আছে (n) আর কয়টির জায়গা (cap):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct { char item[16]; int qty; long paisa; } Sale;
typedef struct { Sale *v; size_t n, cap; } Ledger;
int ledger_add(Ledger *L, Sale s) {
    if (L->n == L->cap) {                            /* full: double the room */
        size_t ncap = L->cap ? 2 * L->cap : 2;
        Sale *t = realloc(L->v, ncap * sizeof *t);
        if (t == NULL) return -1;                    /* old list is still safe */
        L->v = t; L->cap = ncap;
    }
    L->v[L->n++] = s;                                /* struct copy, name included */
    return 0;
}
int main(void) {
    Ledger L = { NULL, 0, 0 };
    Sale rice = { "Rice 1kg", 2, 7250 };
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        if (ledger_add(&L, rice) == 0) printf("n=%zu cap=%zu\n", L.n, L.cap);
    free(L.v);                                       /* one block, one free */
    return 0;
}

৭ · টেস্ট প্ল্যান — প্রোগ্রাম কোথায় কোথায় ভাঙতে পারে

“চালিয়ে দেখেছি, চলছে” — এটি টেস্ট নয়; আপনি চালিয়েছেন শুধু নিজের মাথার ইনপুট দিয়ে। দোকানের ছেলেটি চাপবে এমন জিনিস, যা আপনি কল্পনাও করেননি। Test plan হলো আগে থেকে লিখে রাখা তালিকা: কোন পরিস্থিতি, কী ইনপুট, কী ফল আশা করছি। পর্ব ০২-এর edge case আর পর্ব ১১-এর boundary value এখানেই কাজে লাগে।

T5 নিয়ে একটু ভাবুন। UTF-8-এ “চ” একটিমাত্র অক্ষর, কিন্তু মেমরিতে ৩ byte. যদি ৩১ byte-এ কাটতে গিয়ে কোনো অক্ষরের ৩ byte-এর মাঝখানে কাটা পড়ে, তাহলে শেষে একটি ভাঙা অক্ষর দেখাবে — পর্ব ০৫-এর সেই mojibake. এমন বাগ ধরা পড়ে কেবল আগে থেকে ভাবলে: “বাংলা নাম দিলে কী হবে?”

যুক্তির ফাংশন টেস্ট করা — কীবোর্ড ছাড়াই

অংশ ৪-এর নিয়মটি এবার ফল দিচ্ছে: ledger_ ফাংশনগুলো একটি ছোট টেস্ট প্রোগ্রাম থেকে সরাসরি ডাকা যায়, হাতে টাইপ ছাড়াই। একে বলে unit test:

#include <assert.h>
/* ... include ledger.h ... */
void test_total(void) {
    Ledger lg; ledger_init(&lg);
    assert(ledger_total(&lg, -1) == 0);                 /* T1: empty ledger   */
    Sale a = { "Rice 1kg", 2, 7250, PAY_CASH  };
    Sale b = { "Eggs",    12, 1300, PAY_BKASH };
    assert(ledger_add(&lg, a) == 0 && ledger_add(&lg, b) == 0);
    assert(ledger_total(&lg, -1)        == 30100);      /* 301.00 Tk by hand  */
    assert(ledger_total(&lg, PAY_BKASH) == 15600);
    ledger_free(&lg);
}

assert-এর শর্ত মিথ্যা হলে প্রোগ্রাম থেমে লাইন নম্বর জানায়। টেস্ট চালান sanitizer চালু রেখে, যাতে সীমা পেরোনো বা leak চোখের আড়ালে না থাকে (Linux, Mac বা WSL-এ):

gcc -Wall -Wextra -g -fsanitize=address,undefined test_ledger.c ledger.c -o test_ledger && ./test_ledger

৮ · AI-এর যুগে — একবারে একটি ফাংশন, আপনার স্পেক দিয়ে

AI-কে পুরো সফটওয়্যার লিখতে বললে কয়েকশো লাইনের চমৎকার-দেখতে কোড পাবেন — কিন্তু কোন সিদ্ধান্ত কেন, কোন edge case বাদ পড়েছে, জানবেন না। অথচ সেই কোডের দায় আপনার।

পেশাদার পথ: নকশা, চুক্তি আর টেস্ট আপনার; একটি একটি ফাংশনের খসড়া AI-এর; যাচাই আবার আপনার। ছোট টুকরোয় AI-এর ভুল কম হয়, আর প্রতিটি লাইন পড়ে বোঝা যায়।

AI কোড দিলেও কাজ শেষ নয়। নিচে AI-এর লেখা একটি ledger_add — দেখতে নির্ভুল, warning-ও নেই, কিন্তু সীমানার একটি টেস্টে ধরা পড়ল:

1/* AI: ledger_init() starts with capacity 4 */2int ledger_add(Ledger *lg, Sale s) {3    if (lg->count > lg->capacity) {   /* BUG */4        size_t nc = lg->capacity * 2;5        Sale *t = realloc(lg->items, nc * sizeof *t);6        if (t == NULL) return -1;7        lg->items = t; lg->capacity = nc;8    }9    lg->items[lg->count++] = s;10    return 0;11}

এই ধরনের প্রজেক্টে AI সাধারণত যে ভুলগুলো করে

AI-এর দেওয়া প্রতিটি ফাংশন গ্রহণের আগে — চেকলিস্ট

• চুক্তি মানছে, আর চুক্তির বাইরে কিছু করছে না (যেমন নিজে থেকে printf)
• প্রতিটি অ্যারে-ইনডেক্সের সীমা যাচাই করেছি — বিশেষ করে < বনাম <=, > বনাম ==
• NULL পয়েন্টার, খালি স্ট্রিং, খালি খাতা — তিনটিতেই কী হয় জানি
• প্রতিটি malloc/realloc-এর একটি নিশ্চিত free আছে, আর realloc ব্যর্থ হলেও পুরোনো ডেটা অক্ষত থাকে
• -Wall -Wextra-এ শূন্য warning, আর sanitizer চালু রেখে সব টেস্ট পাস
• প্রতিটি লাইন নিজের ভাষায় ব্যাখ্যা করতে পারি — না পারলে সেটি রাখিনি

৯ · রিভিউ, refactoring আর “শেষ” মানে কী

সব টেস্ট পাস করলেও একজন ইঞ্জিনিয়ার আরেকবার থামেন। Code review মানে কোড অন্য চোখে পড়া — বন্ধুকে দিয়ে, অথবা এক দিন পর নিজেই নতুন চোখে। প্রশ্ন: নামগুলো কি অর্থ বলে দেয়? একই কোড দুবার আছে কি? কোনো ফাংশন দুটি কাজ করছে কি?

নাদিয়ার রিভিউতে ধরা পড়ল, পরিমাণ, দাম আর পেমেন্টের ধরন — তিন জায়গায় প্রায় একই “সংখ্যা চাওয়া, যাচাই করা, ভুল হলে আবার চাওয়া” কোড লেখা। তিনি তিনটিকে একটি read_long(prompt, min, max, &out) ফাংশনে আনলেন। আচরণ একটুও বদলাল না, কিন্তু কোড ছোট ও পরিষ্কার হলো। এর নাম refactoring — আচরণ এক, গঠন উন্নত। টেস্টগুলো আগে থেকে ছিল বলেই এটি নিরাপদে করা গেল।

প্রজেক্ট “শেষ” কখন? অনুভূতি দিয়ে নয়, লিখিত definition of done দিয়ে:

প্রথম আপগ্রেড ঠিক করাই আছে: পর্ব ২৪-এ খাতা ফাইলে জমা থাকবে — আর তিন স্তরের নকশার কারণে বদলাতে হবে শুধু ডেটার স্তর।