অ্যাবস্ট্রাক্ট ডেটা টাইপ ও এনক্যাপসুলেশন

১ · অ্যাবস্ট্রাক্ট ডেটা টাইপ — আচরণ দিয়ে সংজ্ঞায়িত, রিপ্রেজেন্টেশন দিয়ে নয়

অ্যাবস্ট্রাক্ট ডেটা টাইপAbstract Data Type (ADT)একটি ডেটা টাইপ, যা সংজ্ঞায়িত হয় তার সাপোর্টেড অপারেশন ও সেগুলোর গ্যারান্টি দিয়ে — ইন্টারনাল রিপ্রেজেন্টেশন দিয়ে নয়। হলো এমন একটি ডেটা টাইপ, যা সংজ্ঞায়িত হয় তার আচরণ (কী কী অপারেশন সাপোর্ট করে, এবং সেগুলো কী গ্যারান্টি দেয়) দিয়ে — ইন্টারনাল রিপ্রেজেন্টেশন দিয়ে নয়। এটি M2/L07-এর OOP এনক্যাপসুলেশন পিলারের একটি সাধারণীকরণ/ফরমালাইজেশন — সেই সম্পর্কটা এক্সপ্লিসিটভাবে বলা দরকার: OOP ক্লাস হলো একটি ADT বাস্তবায়নের একটি সাধারণ (কিন্তু একমাত্র নয়) মেকানিজম। সরাসরি ক্রস-রেফারেন্স — ../dsa/-এ stack/queue/list-এর মতো ADT মূলত অ্যালগরিদমিক আচরণের দৃষ্টিকোণ থেকে পড়ানো হয়েছে; এই পাঠ বরং ভাষা-মেকানিজম-এর দৃষ্টিকোণ থেকে দেখছে — একটি ভাষা কীভাবে প্রোগ্রামারকে রিপ্রেজেন্টেশনের খুঁটিনাটি লুকানোর সুযোগ দেয়।

২ · ইনফরমেশন হাইডিং — মূল অনুপ্রেরণামূলক নীতি

ইনফরমেশন হাইডিংInformation Hidingএকটি ADT-এর ইন্টারনাল রিপ্রেজেন্টেশন একটি সুনির্দিষ্ট ইন্টারফেসের পেছনে লুকিয়ে রাখার নীতি, যাতে ক্লায়েন্ট কোড ইমপ্লিমেন্টেশন-স্বাধীন থাকে। — M1/L04-এর reliability ডিজাইন গোলের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত — একটি ADT-এর ইন্টারনাল রিপ্রেজেন্টেশন একটি সুনির্দিষ্ট ইন্টারফেসের (পাবলিক অপারেশন) পেছনে লুকিয়ে রাখলে, সেই ADT ব্যবহারকারী ক্লায়েন্ট কোড কীভাবে এটি ভেতরে ভেতরে বাস্তবায়িত তা থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীন হয়ে যায় — ইমপ্লিমেন্টেশন পরে বদলানো যায় (যেমন একটি array-ভিত্তিক বাস্তবায়ন থেকে linked-list-ভিত্তিক বাস্তবায়নে সরে যাওয়া), যতক্ষণ ইন্টারফেসের observable আচরণ একই থাকে, ততক্ষণ কোনো ক্লায়েন্ট কোড ভাঙে না — এটি একটি সত্যিকারের, গুরুত্বপূর্ণ সফটওয়্যার- ইঞ্জিনিয়ারিং সুবিধা (কাপলিং কমায়)।

৩ · ইনভেরিয়েন্ট — এনক্যাপসুলেশন যা রক্ষা করা সম্ভব করে

৪ · কোড: SortedListADT — ইনভেরিয়েন্ট প্রতিটি insert-এর পরে যাচাই

নিচের কোড সেলে SortedListADT ক্লাসের একটি লুকানো ইন্টারনাল লিস্ট (নেম-ম্যাংগলড __items, তাই ক্লাসের বাইরে থেকে সরাসরি অ্যাক্সেসযোগ্য নয়) এবং শুধুমাত্র দুটো পাবলিক অপারেশন আছে — insert(value) (সর্টেড অর্ডার বজায় রেখে) এবং contains(value) (একটি সরল এক্সিস্টেন্স চেক)। কোনো পাবলিক মেথড ইন্টারনাল রিপ্রেজেন্টেশনের সরাসরি মিউটেশন এক্সপোজ করে না। প্রতিটি ইনসার্টের পর ইন্টারনাল অবস্থা প্রিন্ট ও sorted কি না এক্সপ্লিসিটভাবে যাচাই করা হয়েছে, এবং সবশেষে ক্লাসের পাবলিক মেথড তালিকা দেখিয়ে নিশ্চিত করা হয়েছে যে কোনো মিউটেশন-এক্সপোজিং মেথড নেই।

class SortedListADT:
    def __init__(self):
        self.__items = []   # নেম-ম্যাংগলড, লুকানো ইন্টারনাল রিপ্রেজেন্টেশন

    def insert(self, value):
        # সর্টেড পজিশন খুঁজে ঠিক জায়গায় বসানো হয় -- ইনভেরিয়েন্ট বজায় থাকে
        pos = 0
        while pos < len(self.__items) and self.__items[pos] < value:
            pos += 1
        self.__items.insert(pos, value)

    def contains(self, value):
        # শুধু বুলিয়ান রিটার্ন করে -- ইন্টারনাল লিস্ট এক্সপোজ করে না
        for item in self.__items:
            if item == value:
                return True
        return False

    def _debug_snapshot(self):
        # শুধুমাত্র এই পাঠের ডেমোর জন্য -- ইনভেরিয়েন্ট যাচাই করতে,
        # প্রোডাকশন ADT-এর পাবলিক ইন্টারফেসের অংশ নয় (আন্ডারস্কোর দিয়ে চিহ্নিত)
        return list(self.__items)


def is_sorted(seq):
    return all(seq[i] <= seq[i + 1] for i in range(len(seq) - 1))


adt = SortedListADT()
values_to_insert = [5, 1, 9, 3, 7, 2]   # ইচ্ছাকৃতভাবে অ-সর্টেড ক্রমে

for v in values_to_insert:
    adt.insert(v)
    snapshot = adt._debug_snapshot()
    print(f"insert({v}) -> ইন্টারনাল অবস্থা: {snapshot}  | sorted ইনভেরিয়েন্ট ধরে আছে: {is_sorted(snapshot)}")

print()
print("contains(7):", adt.contains(7))
print("contains(4):", adt.contains(4))

# পাবলিক ইন্টারফেসে সত্যিই কোনো মিউটেশন-এক্সপোজিং মেথড নেই তা নিশ্চিত করা
public_methods = [m for m in dir(adt) if not m.startswith("_")]
print()
print("পাবলিক মেথডসমূহ:", public_methods)