Syntax আর semantics: ভুল হওয়ার দুই রকম

"সাইকেলটা পাহাড় খেয়ে ফেলল।" ব্যাকরণের প্রতিটা নিয়ম মানা হয়েছে। বাক্যটার তবু কোনো মানে নেই।

Program ঠিক এই দুই রকমেই ভুল হয়। হয় compiler তোমার লেখা পড়তেই পারে না, নয় সে নিখুঁতভাবে পড়ে এমন কিছু করে যেটা তুমি চাওনি। প্রথম রকমটা তোমাকে এক সেকেন্ডে থামিয়ে দেয়। দ্বিতীয় রকমটা এক মাস লুকিয়ে থাকতে পারে।

Maria জিজ্ঞেস করল, Bob-র program 5 বাই 3 ঘরের জন্য 8 ছাপছে কেন। Bob বলল, compiler তো কোনো error দেয়নি। কথাটা সত্যি, আর এটা কোনো যুক্তি না।

ভুল হওয়ার দুই রকম, এক বাক্যে করে

Syntax মানে ব্যাকরণ। চিহ্নগুলোর এই সাজানো রূপটা বৈধ C কি না। Compiler সেটা ঠিক করে, আর সে কখনো দ্বিধায় থাকে না।

Semantics মানে অর্থ। ধরো এটা বৈধ C। তাহলে এটা আসলে কী করছে? এর উত্তর কেবল তুমি দিতে পারো, কারণ তুমি কী চেয়েছিলে সেটা কেবল তুমিই জানো।

তাই syntax error মানে এমন একটা বাক্য যেটা মেশিন পড়তেই পারে না, আর semantic error মানে সে পড়ে ভুল নির্দেশটা বুঝে নেয়।

Syntax error: যে এগারোটা message তুমি সত্যিই দেখবে

নিচের table-র প্রতিটা message GCC 12-র সত্যিকারের output, মানে Playground-র পেছনের compiler-টার। এটাকে মুখস্থ করার তালিকা না ভেবে একটা তালিকা হিসেবে পড়ো। তোমার message-র চেহারাটা খুঁজে নাও, আর সারিটাই বলে দেবে কী ঘটেছে।

Version-র একটা কথা। তিন আর চার নম্বর সারি GCC 12-তে warning, আর Playground ওটাই চালায়। GCC 14 দুইটাকেই error বানায়। Playground যে program build করে সেটা তোমার নিজের compiler নিতে না চাইলে কারণটা সাধারণত এটাই।

তাই syntax error কখনোই রহস্য না। এটা একটা table-র একটা বাক্য, আর table-টা এক মাসের মধ্যেই তোমার মুখস্থ হয়ে যাবে।

Semantic error: compiler-র কোনো মত নেই

Bob-র program-টা নিচে পুরোটা আছে। এটা শূন্য warning-এ compile হয়।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int length = 5;
    int width = 3;
    int area = length + width;   /* legal C, wrong meaning */

    printf("Area = %d\n", area);
    return 0;
}

Area = 8

5 বাই 3 ঘরের ক্ষেত্রফল 15। "Area" শব্দটার মানে compiler জানে না। সে জানে তুমি দুইটা integer যোগ করতে বলেছ, আর দুইটা integer যোগ করা পুরোপুরি বৈধ।

এই lesson থেকে এই বাক্যটাই সঙ্গে নিয়ে যাও। Compiler তোমার ব্যাকরণ পাহারা দেয়। অর্থ পাহারা দাও কেবল তুমি।

তাই পরিষ্কার একটা build তোমাকে বলে, মেশিন তোমার নির্দেশগুলো বুঝেছে, আর নির্দেশগুলো ঠিক ছিল কি না তা নিয়ে কিছুই বলে না।

Assignment আর comparison: এক keystroke-র ফাঁদ

C-তে = একটা মান বসায়, আর == দুইটা মান মেলায়। দুইটা একটা keystroke-র দূরত্বে, আর ওরা উল্টো জিনিস বোঝায়।

এটা বিপজ্জনক হওয়ার কারণটা হলো, = কোনো statement না। এটা একটা expression, আর expression-র একটা মান থাকে। marks = 60-র মান 60, তাই ওটা ছাপাও যায়, আর Example 3 ঠিক সেটাই করে।

পরে, Module 5-এ, এগুলো তুমি if-র ভেতরে বসাবে। সেখানে শূন্য না এমন যেকোনো মান সত্যি বলে গোনা হয়। তাই if (marks = 90) 90 বসায়, শূন্য না এমন একটা মান দেখে, আর শাখাটা সব সময় চালায়। ওই একটা keystroke-র পেছনে software-র দুনিয়া বিপুল টাকা খুইয়েছে।

একটা বাঁচার উপায় হলো সংখ্যাটা আগে লেখা: if (90 == marks)। ওখানে হাত ফসকে একটা = লিখলে compiler রাজি হবে না, কারণ 90 সংখ্যাটার ভেতরে কিছু বসানো যায় না। এই অভ্যাসটার নাম Yoda condition, কারণ শুনতে উল্টো লাগে।

তাই == একটা প্রশ্ন করে, = একটা আদেশ দেয়, আর compiler দুইটাতেই খুশি।

এক সেকেন্ডের সারাই আর এক মাসের সারাই

Build আটকে গেলে মনে হয় compiler গোঁয়ার্তুমি করছে। ব্যাপারটা উল্টো। সে যে প্রতিটা error ছাপে, সেটা এমন একটা bug যার পিছু তোমাকে আগামী সপ্তাহে নিতে হবে না।

Syntax আর semantics-র মাঝের ফাঁকটাতেই আসল bug-রা থাকে, আর দুইটা বিখ্যাত ঘটনা ফাঁকটার আকার দেখিয়ে দেয়।

2014 সালে Apple-র TLS code-এ একটা bug বেরোয়, যার নাম goto fail। একটা goto fail; লাইন দুইবার লেখা হয়েছিল। Syntax ছিল নিখুঁত, দ্বিতীয় কপিটা certificate-র একটা যাচাই এড়িয়ে যেত, আর যে connection বাতিল হওয়ার কথা সেগুলো মেনে নেওয়া হতো।

2008 সালে Debian-র একজন maintainer OpenSSL থেকে দুইটা লাইন সরিয়ে দেন, memory পরীক্ষার একটা warning থামাতে। Code তখনো compile হয়। সেই সঙ্গে random সংখ্যা তৈরির অংশটা পঙ্গু হয়ে যায়, আর দুই বছর ধরে Debian-এ বানানো প্রতিটা key এসেছে ছোট্ট একটা সেট থেকে।

তাই compiler সস্তা ভুলগুলো ধরে, আর দামি ভুলগুলো সবই semantic।

Message পড়ার তিনটা অভ্যাস

শুধু প্রথম error-টা পড়ো। একটা ভুল থেকে প্রায়ই বিশটা message আসে, কারণ প্রথম গোলমালের পর compiler তোমার program ভুলভাবে পড়ছে। প্রথমটা সারাও, আবার build করো।

যে লাইনের নাম বলছে, তার উপরের লাইনটা দেখো। বাদ পড়া semicolon-র খবর আসে পরের statement যেখানে শুরু, সেখান থেকে; semicolon যেখানে বসার কথা ছিল সেখান থেকে না।

হুবহু শব্দগুলো টুকে নাও। খোঁজো expected declaration or statement at end of input, "অদ্ভুত brace error" না। হুবহু শব্দ একটা debugging-র হাতিয়ার, আর সেজন্যই পরের lesson C-র প্রতিটা চিহ্নের নাম শেখায়।

hello.c : 5 : 12 : error : expected ';' before 'return'
   |      |    |     |            |
   file   line column severity    what the compiler expected

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int length = 5;
    int width = 3;

    printf("Area = %d\n", length + width);
    return 0;
}

Area = 8

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int length = 5;
    int width = 3;

    /* Area of a rectangle is length times width, in square metres. */
    printf("Area = %d\n", length * width);
    return 0;
}

Area = 15

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int marks = 90;

    printf("marks is %d\n", marks);
    printf("marks == 90 gives %d\n", marks == 90);
    printf("marks = 60 gives %d\n", marks = 60);
    printf("marks is now %d\n", marks);
    return 0;
}

marks is 90
marks == 90 gives 1
marks = 60 gives 60
marks is now 60

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int physics = 75;
    int chemistry = 80;
    int total = physics + chemistry;
    int average = total / 2;

    printf("Total: %d\n", total);
    printf("Average: %d\n", average);
    return 0;
}

Total: 155
Average: 77

int marks = 90
printf("%d\n", marks);

int average = total / count;   /* count might be 0 */

if (marks = 90) {
    printf("Top of the class\n");
}

/* outer /* inner */ outer */

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int total = 0;
    int count = 0;

    printf("Average = %d\n", total / count);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int n
    scanf("%d", &n);
    Printf("Double of %d is %d\n", n, n * 2);
    return 0;

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int s;
    scanf("%d", &s);

    printf("Area is %d\n", 4 * s);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a, b;
    scanf("%d %d", &a, &b);

    printf("%d\n", a = b);
    return 0;
}

পরের lesson-এ C-র প্রতিটা চিহ্নের নাম শিখবে, যাতে এই table-র message-গুলো এমন বাক্য হয়ে যায় যেগুলো তুমি মুখে পড়তে পারো।