স্কোপ — স্ট্যাটিক (লেক্সিক্যাল) বনাম ডায়নামিক স্কোপিং

১ · এই পাঠের লেন্স — M6/L29 থেকে ভাষা-ডিজাইন প্রশ্নে

M6/L29 দেখিয়েছিল একটি কম্পাইলার কীভাবে স্কোপ রেজোলিউশন বাস্তবায়ন করে — সিম্বল টেবিলের একটি স্ট্যাক ব্যবহার করে। এই পাঠ সেই বাস্তবায়ন-বিস্তারিত পুনরাবৃত্তি করবে না; বরং প্রশ্ন করবে — একজন ভাষা-ডিজাইনার স্কোপিং রুল নিয়ে ঠিক কী সিদ্ধান্ত নিতে পারেন, এবং সেই সিদ্ধান্তের বাস্তব পরিণতি কী। L37-এর সাধারণ বাইন্ডিং-টাইম ভাষায় বললে — এই পাঠ প্রশ্ন করছে: "একটি নেম রেফারেন্স কোন ডিক্লারেশন-অ্যাট্রিবিউটে বাইন্ড হয়, এবং সেই বাইন্ডিং স্ট্যাটিক নাকি ডায়নামিক?"

২ · স্ট্যাটিক (লেক্সিক্যাল) স্কোপিং

স্ট্যাটিক স্কোপিংStatic / Lexical Scopingএকটি নেম রেফারেন্স কোন ডিক্লারেশনকে বোঝায় তা সোর্স টেক্সটে সেই রেফারেন্সটি কোন কোন স্কোপ দ্বারা টেক্সচুয়ালি ঘেরা (enclosed) তা দেখে ঠিক হয় — সম্পূর্ণ কম্পাইল টাইমে নির্ধারণযোগ্য। -এ একটি নেম রেফারেন্স কোন ডিক্লারেশনকে বোঝায় তা নির্ধারিত হয় নেমটির সোর্স টেক্সটে অবস্থান দিয়ে — নির্দিষ্টভাবে, কোড যেভাবে লেখা হয়েছে তার নেস্টিং স্ট্রাকচার অনুসরণ করে কোন কোন স্কোপ সেই রেফারেন্সকে টেক্সচুয়ালি ঘিরে (enclose) আছে তা দেখে। এটি সম্পূর্ণভাবে কম্পাইল টাইমেই নির্ধারণ করা সম্ভব, প্রোগ্রামটি আসলে রান না করেই (সরাসরি M6/L29-এর কম্পাইল-টাইম স্ট্যাক-বেসড রেজোলিউশনের সাথে সংযুক্ত)।

৩ · ডায়নামিক স্কোপিং

ডায়নামিক স্কোপিংDynamic Scopingএকটি নেম কোন ডিক্লারেশনকে বোঝায় তা রানটাইমে বর্তমান কল স্ট্যাকে থাকা কলারদের চেইন খুঁজে ঠিক হয় — সোর্স টেক্সটের নেস্টিং দিয়ে নয়। -এ একটি নেম রেফারেন্স কোন ডিক্লারেশনকে বোঝায় তা নির্ধারিত হয় actual runtime কল সিকোয়েন্স দিয়ে — নির্দিষ্টভাবে, সেই মুহূর্তে কল স্ট্যাকে থাকা কলারদের চেইন খুঁজে, টেক্সটের লেক্সিক্যাল নেস্টিং দিয়ে নয়। কম প্রচলিত এই পদ্ধতি — কিন্তু এখনকার কিছু ভাষায় (যেমন কিছু শেল স্ক্রিপ্টিং ভাষা, Emacs Lisp-এর কিছু ভ্যারিয়েবল) এখনো ব্যবহৃত হয়।

৪ · ক্রুশিয়াল উদাহরণ — একই কোড, দুটো ভিন্ন উত্তর

নিচের উদাহরণটি এই পুরো পাঠের মূল বিষয়। ধরুন —

• একটি গ্লোবাল ভ্যারিয়েবল x = 1 আছে।
• একটি ফাংশন f() আছে যা x পড়ে ও প্রিন্ট করে — f() টেক্সটে টপ-লেভেলে ডিফাইন করা, g()-এর ভেতরে নেস্টেড নয়।
• একটি ফাংশন g() আছে যেটি একটি লোকাল x = 2 ডিক্লেয়ার করে, এরপর f() কল করে।

স্ট্যাটিক স্কোপিং-এ: f()-এর x রেফারেন্স গ্লোবাল x-কে বোঝায় — কারণ f টেক্সচুয়ালি টপ-লেভেলে ডিফাইন করা, g-এর ভেতরে নেস্টেড নয় — তাই f() প্রিন্ট করবে 1, কে f()-কে কল করছে তা যাই হোক না কেন। ডায়নামিক স্কোপিং-এ: f()-এর x রেফারেন্স g()-এর লোকাল x-কে খুঁজে পাবে — কারণ f() রান হওয়ার মুহূর্তে g() হলো বর্তমান অ্যাক্টিভ কলার — তাই প্রিন্ট করবে 2।

# toy প্রোগ্রাম রিপ্রেজেন্টেশন -- স্কোপ = নেম -> ভ্যালু ডিকশনারি

global_scope = {"x": 1}
f_scope = {}          # f-এর নিজস্ব লোকাল স্কোপ -- কোনো লোকাল x নেই
g_scope = {"x": 2}    # g-এর নিজস্ব লোকাল স্কোপ -- একটি লোকাল x আছে


def resolve_static(name, lexical_scope_chain):
    """স্ট্যাটিক স্কোপিং: সোর্স-টেক্সট নেস্টিং অনুসারে ফিক্সড চেইন খুঁজে বের করে।"""
    for scope in lexical_scope_chain:
        if name in scope:
            return scope[name]
    raise NameError(f"{name!r} কোনো স্কোপে পাওয়া যায়নি")


def resolve_dynamic(name, call_stack):
    """ডায়নামিক স্কোপিং: রানটাইম কল-স্ট্যাক, সবচেয়ে সাম্প্রতিক কলার থেকে শুরু করে খুঁজে বের করে।"""
    for frame in reversed(call_stack):
        if name in frame:
            return frame[name]
    raise NameError(f"{name!r} কোনো ফ্রেমে পাওয়া যায়নি")


# --- স্ট্যাটিক রেজোলিউশন ---
# f() টেক্সচুয়ালি টপ-লেভেলে ডিফাইন করা -- তাই তার lexical chain
# সবসময় [f_scope, global_scope], কে কল করছে তার উপর নির্ভর করে না
f_lexical_chain = [f_scope, global_scope]
static_result = resolve_static("x", f_lexical_chain)

# --- ডায়নামিক রেজোলিউশন ---
# g() থেকে f() কল হচ্ছে -- runtime কল স্ট্যাক: global -> g -> f
call_stack_when_f_runs = [global_scope, g_scope, f_scope]
dynamic_result = resolve_dynamic("x", call_stack_when_f_runs)

print(f"স্ট্যাটিক স্কোপিং-এ  f()-এর x  = {static_result}")
print(f"ডায়নামিক স্কোপিং-এ f()-এর x  = {dynamic_result}")

assert static_result == 1, "স্ট্যাটিক স্কোপিং-এ f()-এর x গ্লোবাল x (=1) হওয়ার কথা"
assert dynamic_result == 2, "ডায়নামিক স্কোপিং-এ f()-এর x g()-এর লোকাল x (=2) হওয়ার কথা"
print("\nযাচাই সফল -- একই f() ফাংশন, একই x রেফারেন্স, কিন্তু দুটো ভিন্ন স্কোপিং রুলে দুটো ভিন্ন উত্তর।")

৫ · কেন স্ট্যাটিক স্কোপিং জিতেছে

প্রায় সব আধুনিক ভাষা (C, Python, JavaScript, Java, Rust — সবাই) স্ট্যাটিক স্কোপিং ব্যবহার করে। এর একটি স্পষ্ট, ব্যবহারিক কারণ আছে — স্ট্যাটিক স্কোপিং একজন প্রোগ্রামারকে শুধু কোডের টেক্সচুয়াল গঠন পড়েই বুঝতে দেয় একটি নেম কী বোঝায়, প্রোগ্রামের প্রতিটি সম্ভাব্য কল-পাথ ট্রেস করার দরকার হয় না — একটি গুরুত্বপূর্ণ readability ও reasoning-about-code সুবিধা। ডায়নামিক স্কোপিং একটি ফাংশনের আচরণকে নির্ভরশীল করে তোলে কে তাকে কল করছে তার উপর — বড় প্রোগ্রামে এটি সত্যিকারের বিভ্রান্তিকর একটি বৈশিষ্ট্য, কারণ একই ফাংশন কল প্রোগ্রামের বিভিন্ন জায়গা থেকে ভিন্ন ভিন্ন ফলাফল দিতে পারে।