ক্লোজার ও লেক্সিক্যাল এনভায়রনমেন্ট

১ · ক্লোজার কী

ক্লোজারClosureএকটি ফাংশন ভ্যালু, যেটি তৈরি হওয়ার সময়কার তার এনক্লোজিং লেক্সিক্যাল স্কোপের ভ্যারিয়েবলের রেফারেন্সসহ বান্ডল হয়ে থাকে — সেই ফাংশন যেখানেই কল হোক না কেন, ক্যাপচার করা ভ্যারিয়েবলগুলো accessible থাকে। হলো একটি ফাংশন ভ্যালু, যেটি তার এনক্লোজিং লেক্সিক্যাল স্কোপ-এর ভ্যারিয়েবলের রেফারেন্সসহ, তৈরি হওয়ার মুহূর্তেই বান্ডল হয়ে যায়। এটি L39-এর স্কোপ-বনাম-লাইফটাইম পার্থক্যের সরাসরি পরিণতি ও সমাধান — একটি ক্লোজার হলো ঠিক সেই মেকানিজম যার মাধ্যমে একটি ভ্যারিয়েবলের লাইফটাইম তার মূলত-প্রত্যাশিত স্ট্যাক-বেসড স্কোপের চেয়েও দীর্ঘ হতে পারে — কারণ রিটার্ন করা ক্লোজারটি সেই ভ্যারিয়েবলগুলোকে "জীবিত" রাখে (L39-এর স্বাভাবিক স্ট্যাক-বেসড ডিঅ্যালোকেশন আটকে দিয়ে), যতক্ষণ ক্লোজারটি নিজে বেঁচে থাকে — এমনকি যে ফাংশনটি সেই ভ্যারিয়েবলগুলো মূলত ডিক্লেয়ার করেছিল, সেটি ইতিমধ্যে রিটার্ন করে গেলেও।

২ · worked example — make_counter()

সবচেয়ে ক্লাসিক উদাহরণ (JavaScript callback ও Python decorator-এ যা প্রতিনিয়ত অজান্তেই ব্যবহৃত হয়) — একটি ফাংশন make_counter() যা একটি লোকাল count = 0 ডিক্লেয়ার করে এবং একটি ইনার ফাংশন রিটার্ন করে যা প্রতিবার কল হলে count বাড়িয়ে রিটার্ন করে। make_counter() নিজে ইতিমধ্যে রিটার্ন করে গেছে (তার normal স্ট্যাক ফ্রেম অনেক আগেই চলে গেছে), তবুও রিটার্ন করা ইনার ফাংশনটি প্রতিটি পরবর্তী কলে সেই একই count ভ্যারিয়েবল সঠিকভাবে অ্যাক্সেস ও mutate করতে থাকে — কারণ ক্লোজারটি সেটিকে জীবিত রেখেছে।

৩ · লেক্সিক্যাল এনভায়রনমেন্ট

লেক্সিক্যাল এনভায়রনমেন্টLexical Environmentভ্যারিয়েবল-বাইন্ডিং ফ্রেমের একটি চেইন যা একটি ক্লোজার তার সাথে বহন করে — একটি ফ্রি ভ্যারিয়েবল লুকআপ হলে ভেতর থেকে বাইরে দিকে চেক করা হয়। হলো underlying implementation মেকানিজম — ভ্যারিয়েবল-বাইন্ডিং ফ্রেমের একটি চেইন যা একটি ক্লোজার তার সাথে বহন করে, ভেতরের-স্কোপ থেকে বাইরের-স্কোপ দিকে চেক করে যখন ক্লোজারের কোড কোনো ফ্রি (নন-লোকাল, নন-গ্লোবাল) ভ্যারিয়েবল লুকআপ করে। এটি সরাসরি L38-এর স্ট্যাটিক-স্কোপ লেক্সিক্যাল-চেইন-লুকআপ পদ্ধতির স্ট্রাকচারাল পুনঃব্যবহার — পার্থক্য শুধু এটুকু: এখন চেইনটি ক্লোজার ভ্যালুটি নিজেই ক্যাপচার করে ও বহন করে, শুধু (transient) কল স্ট্যাকে টিকে থাকার বদলে।

৪ · কোড: একটি genuine mutable ক্লোজার

নিচের কোড সেলে আমরা nonlocal কীওয়ার্ড ব্যবহার করে একটি real make_counter() ক্লোজার বানাব — nonlocal ব্যবহার করাটা জরুরি, কারণ এটি নিশ্চিত করে ইনার ফাংশনটি count-এর একটি নতুন লোকাল কপি তৈরি করছে না, বরং outer scope-এর সেই একই count-কে সত্যিকারভাবে mutate করছে — একটি genuine mutable closure state। এরপর দুটো আলাদা make_counter() কল থেকে দুটো স্বাধীন কাউন্টার তৈরি করে দেখাব তারা সত্যিই আলাদা state রাখে।

def make_counter():
    count = 0  # -- outer scope-এর ভ্যারিয়েবল, ইনার ফাংশন এটিকে ক্যাপচার করবে

    def increment():
        nonlocal count  # -- নতুন লোকাল count নয়, বাইরের count-কেই mutate করছি
        count += 1
        return count

    return increment  # -- make_counter() রিটার্ন করে গেলেও, count জীবিত থাকবে


# --- প্রথম কাউন্টার ---
counter_a = make_counter()
print("counter_a:", counter_a())  # 1
print("counter_a:", counter_a())  # 2
print("counter_a:", counter_a())  # 3

print()

# --- সম্পূর্ণ স্বাধীন দ্বিতীয় কাউন্টার (আলাদা make_counter() কল -> আলাদা captured environment) ---
counter_b = make_counter()
print("counter_b:", counter_b())  # 1  -- counter_a থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীন, আবার 1 থেকে শুরু
print("counter_b:", counter_b())  # 2

print()

# counter_a-কে আবার কল করলে এখনো তার নিজের count-এই এগিয়ে চলে, counter_b প্রভাবিত হয় না
print("counter_a আবার:", counter_a())  # 4

# --- হাতে-কলমে যাচাই ---
assert counter_a() == 5, "counter_a-এর নিজস্ব state বজায় থাকার কথা"
assert counter_b() == 3, "counter_b-এর state counter_a থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীন থাকার কথা"
print("\nযাচাই সফল -- counter_a ও counter_b সত্যিকারের আলাদা, স্বাধীন captured state বহন করছে।")