কোড অপ্টিমাইজেশন টেকনিক

def is_const(x):
    if x is None:
        return False
    try:
        int(x)
        return True
    except (ValueError, TypeError):
        return False

def apply_op(op, x, y):
    if op == "+": return x + y
    if op == "-": return x - y
    if op == "*": return x * y
    if op == "/": return x // y
    raise ValueError(op)

def constant_fold(code):
    """উভয় অপারেন্ড কম্পাইল-টাইমে জানা কনস্ট্যান্ট হলে, ফলাফল আগেই গণনা করে instruction-টিকে
    একটি সরল 'copy' নির্দেশে বদলে দেয় -- রানটাইমে আর কোনো যোগ/বিয়োগ/গুণ করতে হয় না।"""
    new_code = []
    for instr in code:
        op, a1, a2 = instr["op"], instr["arg1"], instr["arg2"]
        if op != "copy" and is_const(a1) and is_const(a2):
            val = apply_op(op, int(a1), int(a2))
            new_code.append({"result": instr["result"], "op": "copy", "arg1": str(val), "arg2": None})
        else:
            new_code.append(dict(instr))
    return new_code

def eliminate_common_subexpressions(code):
    """একই (op, arg1, arg2) আগে একবার গণনা হয়ে থাকলে, দ্বিতীয়বার আর গণনা না করে আগের
    ফলাফল সরাসরি পুনর্ব্যবহার করে -- redundant instruction সম্পূর্ণ বাদ দেয়।"""
    seen = {}
    subst = {}
    out = []
    for instr in code:
        op, a1, a2 = instr["op"], instr["arg1"], instr["arg2"]
        a1r = subst.get(a1, a1)
        a2r = subst.get(a2, a2) if a2 is not None else None
        key = (op, a1r, a2r)
        if op != "copy" and key in seen:
            subst[instr["result"]] = seen[key]
            continue
        new_instr = {"result": instr["result"], "op": op, "arg1": a1r, "arg2": a2r}
        out.append(new_instr)
        if op != "copy":
            seen[key] = instr["result"]
    return out

def eliminate_dead_code(code, used_variables):
    """শেষ থেকে পেছনের দিকে হেঁটে -- যে instruction-এর ফলাফল কখনো ব্যবহৃত হয় না
    (used_variables থেকে কোনো ট্রেস ছাড়াই), সেটি সম্পূর্ণ বাদ দেয়।"""
    live = set(used_variables)
    kept_reversed = []
    for instr in reversed(code):
        if instr["result"] in live:
            kept_reversed.append(instr)
            for arg in (instr["arg1"], instr["arg2"]):
                if arg is not None and not is_const(arg):
                    live.add(arg)
    return list(reversed(kept_reversed))

def execute(code, env0):
    env = dict(env0)
    for instr in code:
        op = instr["op"]
        if op == "copy":
            env[instr["result"]] = int(instr["arg1"]) if is_const(instr["arg1"]) else env[instr["arg1"]]
        else:
            x = int(instr["arg1"]) if is_const(instr["arg1"]) else env[instr["arg1"]]
            y = int(instr["arg2"]) if is_const(instr["arg2"]) else env[instr["arg2"]]
            env[instr["result"]] = apply_op(op, x, y)
    return env

# ইচ্ছাকৃতভাবে অ-অপ্টিমাইজড 3AC -- তিনটি সুযোগই একসাথে আছে:
#   t1 = 2 + 3      -> কনস্ট্যান্ট ফোল্ডিং-এর সুযোগ
#   t2, t3 = a + b  -> একই এক্সপ্রেশন দুইবার -> কমন সাবএক্সপ্রেশন
#   t5 = a - b      -> কখনো ব্যবহৃত হয় না -> ডেড কোড
code = [
    {"result": "t1", "op": "+", "arg1": "2", "arg2": "3"},
    {"result": "t2", "op": "+", "arg1": "a", "arg2": "b"},
    {"result": "t3", "op": "+", "arg1": "a", "arg2": "b"},
    {"result": "t4", "op": "*", "arg1": "t3", "arg2": "t1"},
    {"result": "t5", "op": "-", "arg1": "a", "arg2": "b"},
    {"result": "result", "op": "copy", "arg1": "t4", "arg2": None},
]

print("আগে (BEFORE):")
for i in code:
    print(" ", i)

folded = constant_fold(code)
csed = eliminate_common_subexpressions(folded)
final_code = eliminate_dead_code(csed, {"result"})

print("\nconstant_fold-এর পরে:")
for i in folded: print(" ", i)
print("\nCSE-এর পরে:")
for i in csed: print(" ", i)
print("\nডেড কোড এলিমিনেশনের পরে (চূড়ান্ত):")
for i in final_code: print(" ", i)

print(f"\nনির্দেশ সংখ্যা: আগে {len(code)}টি -> পরে {len(final_code)}টি")

env0 = {"a": 5, "b": 3}
before_result = execute(code, env0)["result"]
after_result = execute(final_code, env0)["result"]
print(f"\na=5, b=3 দিয়ে এক্সিকিউট করে: আগের কোডের ফলাফল = {before_result}, অপ্টিমাইজডের ফলাফল = {after_result}")
print("সঠিকতা যাচাই:", "PASS -- দুটো ফলাফল অভিন্ন" if before_result == after_result else "FAIL")