পলিমরফিজম — প্যারামেট্রিক, অ্যাড-হক ও সাবটাইপ

১ · একটি নাম, তিনটি ভিন্ন ধারণা

L07-এ OOP পড়ার সময় "পলিমরফিজম" শব্দটি সংক্ষেপে উল্লেখ করা হয়েছিল — একই মেথড কল ভিন্ন ভিন্ন আচরণ করে, অবজেক্টের রানটাইম টাইপের উপর নির্ভর করে। কিন্তু টাইপ থিওরিতে "পলিমরফিজম" শব্দটি আসলে তিনটি সম্পূর্ণ ভিন্ন ধারণাকে বোঝায় — এই পাঠ প্রতিটিকে আলাদাভাবে, স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করবে, যা প্রায়ই বিভ্রান্তির একটি সাধারণ উৎস।

২ · প্যারামেট্রিক পলিমরফিজম

প্যারামেট্রিক পলিমরফিজমParametric Polymorphismএকটিই কোড, কোনো টাইপ-নির্দিষ্ট পরিবর্তন ছাড়াই, যেকোনো টাইপের জন্য অভিন্নভাবে কাজ করে।-এ একটিই কোড, লেখার সময় নির্দিষ্ট কোনো টাইপ না জেনেই, যেকোনো টাইপের জন্য অভিন্নভাবে কাজ করে — উদাহরণ: একটি জেনেরিক identity(x) = x ফাংশন, বা একটি জেনেরিক List<T> কন্টেইনার — একই কোড, কোনো পরিবর্তন ছাড়াই, List<int> ও List<string> উভয়ের জন্যই কাজ করে। এটি সরাসরি L34-এর টাইপ ইনফারেন্সের সাথে সম্পর্কিত — টাইপ ইনফারেন্স প্রায়ই স্বয়ংক্রিয়ভাবে সঠিক প্যারামেট্রিক ইনস্ট্যান্সিয়েশন বের করে নেয়।

৩ · অ্যাড-হক পলিমরফিজম (ওভারলোডিং)

অ্যাড-হক পলিমরফিজমAd-hoc Polymorphism / Overloadingএকই ফাংশন/অপারেটর নামের একাধিক, সত্যিকারভাবে ভিন্ন বাস্তবায়ন থাকে, নির্দিষ্ট আর্গুমেন্ট টাইপ অনুযায়ী নির্বাচিত হয়।-এ একই ফাংশন/অপারেটর নামের একাধিক, সত্যিকারভাবে ভিন্ন বাস্তবায়ন থাকে, দেওয়া নির্দিষ্ট আর্গুমেন্ট টাইপ অনুযায়ী নির্বাচিত হয় — উদাহরণ: + অপারেটর দুটো int-এর জন্য যোগ বোঝায়, কিন্তু দুটো string-এর জন্য কনক্যাটেনেশন বোঝায় (সরাসরি L30-এর টাইপ-নির্ভর অপারেটর আচরণের কলব্যাক)। প্যারামেট্রিক পলিমরফিজমের বিপরীতে — এখানে একটি অভিন্ন বাস্তবায়ন নেই; সত্যিকারের আলাদা বাস্তবায়ন আছে, টাইপ দিয়ে ডিসপ্যাচ করা হয়।

৪ · সাবটাইপ পলিমরফিজম

সাবটাইপ পলিমরফিজমSubtype Polymorphismএকটি সাবটাইপের ভ্যালু যেকোনো জায়গায় ব্যবহারযোগ্য যেখানে তার সুপারটাইপের ভ্যালু প্রত্যাশিত। (L07-এর OOP ইনহেরিটেন্স-ভিত্তিক পলিমরফিজমের পূর্ণাঙ্গ ফরমালাইজেশন) — একটি সাবটাইপের ভ্যালু যেখানেই তার সুপারটাইপের ভ্যালু প্রত্যাশিত, সেখানেই ব্যবহারযোগ্য — উদাহরণ: Shape-এর সাবটাইপ হওয়ায় একটি Circle অবজেক্ট যেকোনো জায়গায় ব্যবহার করা যায় যেখানে একটি Shape প্রত্যাশিত। Liskov Substitution Principle (নাম উল্লেখযোগ্য): একটি সাবটাইপ তার সুপারটাইপের একটি ড্রপ-ইন প্রতিস্থাপন হিসেবে ব্যবহারযোগ্য হওয়া উচিত, সুপারটাইপের বিপরীতে লেখা কোডের সঠিকতা না ভেঙে।

৫ · কোড দিয়ে যাচাই — তিনটিই পাশাপাশি

নিচের কোড সেলে তিন ধরনের পলিমরফিজমই স্বতন্ত্রভাবে বাস্তবায়ন করা হয়েছে — সাবটাইপ অংশে L07-এর Shape/Rectangle/Circle হায়ারার্কিই পুনরায় ব্যবহার করা হচ্ছে, যাতে ধারাবাহিকতা বজায় থাকে।

import math

# ============ (১) প্যারামেট্রিক পলিমরফিজম ============
# একটিই ফাংশন, কোনো টাইপ-নির্দিষ্ট branch নেই -- int-এর লিস্ট বা string-এর লিস্ট, দুটোতেই অভিন্নভাবে কাজ করে
def first_element(a_list):
    return a_list[0]

int_list = [10, 20, 30]
str_list = ["আম", "জাম", "কাঁঠাল"]

print("=== (১) প্যারামেট্রিক পলিমরফিজম ===")
print("first_element(int_list) =", first_element(int_list))
print("first_element(str_list) =", first_element(str_list))
print("(একই ফাংশন সংজ্ঞা, কোনো if isinstance(...) শাখা নেই)\n")


# ============ (২) অ্যাড-হক পলিমরফিজম (ওভারলোডিং) ============
# একই নাম combine(), কিন্তু আর্গুমেন্ট টাইপ অনুযায়ী সত্যিকারভাবে ভিন্ন লজিক
def combine(a, b):
    if isinstance(a, int) and isinstance(b, int):
        return a + b                    # (int, int) -> পাটিগণিতিক যোগ
    if isinstance(a, str) and isinstance(b, str):
        return a + " " + b              # (str, str) -> স্পেস দিয়ে concatenation
    raise TypeError(f"combine()-এর জন্য কোনো বাস্তবায়ন নেই: {type(a).__name__}, {type(b).__name__}")

print("=== (২) অ্যাড-হক পলিমরফিজম (ওভারলোডিং) ===")
print("combine(3, 4)          =", combine(3, 4))
print("combine('ভালো', 'আছি') =", combine("ভালো", "আছি"))
print("(দুটো ভিন্ন if-branch, দুটো ভিন্ন প্রকৃত লজিক -- এটাই ডিসপ্যাচ)\n")


# ============ (৩) সাবটাইপ পলিমরফিজম ============
# L07-এর Shape/Rectangle/Circle হায়ারার্কি পুনরায় ব্যবহার করা হচ্ছে
class Shape:
    def area(self):
        raise NotImplementedError("প্রতিটি সাবটাইপকে area() ওভাররাইড করতে হবে")

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
    def area(self):
        return self.width * self.height

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius
    def area(self):
        return math.pi * self.radius ** 2

def total_area(shapes_list):
    """Liskov Substitution Principle -- এই ফাংশনটি জানে না, জানার প্রয়োজনও নেই, তালিকায় কোন কংক্রিট সাবটাইপ আছে।"""
    return sum(shape.area() for shape in shapes_list)

shapes = [Rectangle(3, 4), Circle(2), Rectangle(5, 2)]

print("=== (৩) সাবটাইপ পলিমরফিজম ===")
for shape in shapes:
    print(f"{type(shape).__name__}.area() = {shape.area():.3f}")

result = total_area(shapes)
print(f"total_area(shapes) = {result:.3f}")

expected = (3*4) + (math.pi * 2**2) + (5*2)
assert abs(result - expected) < 1e-9, "total_area ভুল!"
print(f"হাতে-হিসাব করা প্রত্যাশিত মান: {expected:.3f} -- মিলে গেছে।")