]> git.vpit.fr Git - perl/modules/Variable-Magic.git/blob - lib/Variable/Magic.pm
2fe47c920388b748a0e41f74f87ddf6ec956c190
[perl/modules/Variable-Magic.git] / lib / Variable / Magic.pm
1 package Variable::Magic;
2
3 use 5.008;
4
5 use strict;
6 use warnings;
7
8 =head1 NAME
9
10 Variable::Magic - Associate user-defined magic to variables from Perl.
11
12 =head1 VERSION
13
14 Version 0.51
15
16 =cut
17
18 our $VERSION;
19 BEGIN {
20  $VERSION = '0.51';
21 }
22
23 =head1 SYNOPSIS
24
25     use Variable::Magic qw<wizard cast VMG_OP_INFO_NAME>;
26
27     { # A variable tracer
28      my $wiz = wizard(
29       set  => sub { print "now set to ${$_[0]}!\n" },
30       free => sub { print "destroyed!\n" },
31      );
32
33      my $a = 1;
34      cast $a, $wiz;
35      $a = 2;        # "now set to 2!"
36     }               # "destroyed!"
37
38     { # A hash with a default value
39      my $wiz = wizard(
40       data     => sub { $_[1] },
41       fetch    => sub { $_[2] = $_[1] unless exists $_[0]->{$_[2]}; () },
42       store    => sub { print "key $_[2] stored in $_[-1]\n" },
43       copy_key => 1,
44       op_info  => VMG_OP_INFO_NAME,
45      );
46
47      my %h = (_default => 0, apple => 2);
48      cast %h, $wiz, '_default';
49      print $h{banana}, "\n"; # "0" (there is no 'banana' key in %h)
50      $h{pear} = 1;           # "key pear stored in helem"
51     }
52
53 =head1 DESCRIPTION
54
55 Magic is Perl's way of enhancing variables.
56 This mechanism lets the user add extra data to any variable and hook syntactical operations (such as access, assignment or destruction) that can be applied to it.
57 With this module, you can add your own magic to any variable without having to write a single line of XS.
58
59 You'll realize that these magic variables look a lot like tied variables.
60 It is not surprising, as tied variables are implemented as a special kind of magic, just like any 'irregular' Perl variable : scalars like C<$!>, C<$(> or C<$^W>, the C<%ENV> and C<%SIG> hashes, the C<@ISA> array,  C<vec()> and C<substr()> lvalues, L<threads::shared> variables...
61 They all share the same underlying C API, and this module gives you direct access to it.
62
63 Still, the magic made available by this module differs from tieing and overloading in several ways :
64
65 =over 4
66
67 =item *
68
69 Magic is not copied on assignment.
70
71 You attach it to variables, not values (as for blessed references).
72
73 =item *
74
75 Magic does not replace the original semantics.
76
77 Magic callbacks usually get triggered before the original action takes place, and cannot prevent it from happening.
78 This also makes catching individual events easier than with C<tie>, where you have to provide fallbacks methods for all actions by usually inheriting from the correct C<Tie::Std*> class and overriding individual methods in your own class.
79
80 =item *
81
82 Magic is multivalued.
83
84 You can safely apply different kinds of magics to the same variable, and each of them will be invoked successively.
85
86 =item *
87
88 Magic is type-agnostic.
89
90 The same magic can be applied on scalars, arrays, hashes, subs or globs.
91 But the same hook (see below for a list) may trigger differently depending on the the type of the variable.
92
93 =item *
94
95 Magic is invisible at Perl level.
96
97 Magical and non-magical variables cannot be distinguished with C<ref>, C<tied> or another trick.
98
99 =item *
100
101 Magic is notably faster.
102
103 Mainly because perl's way of handling magic is lighter by nature, and because there is no need for any method resolution.
104 Also, since you don't have to reimplement all the variable semantics, you only pay for what you actually use.
105
106 =back
107
108 The operations that can be overloaded are :
109
110 =over 4
111
112 =item *
113
114 I<get>
115
116 This magic is invoked when the variable is evaluated.
117 It is never called for arrays and hashes.
118
119 =item *
120
121 I<set>
122
123 This magic is called each time the value of the variable changes.
124 It is called for array subscripts and slices, but never for hashes.
125
126 =item *
127
128 I<len>
129
130 This magic only applies to scalars and arrays, and is triggered when the 'size' or the 'length' of the variable has to be known by Perl.
131 This is typically the magic involved when an array is evaluated in scalar context, but also on array assignment and loops (C<for>, C<map> or C<grep>).
132 The length is returned from the callback as an integer.
133
134 =item *
135
136 I<clear>
137
138 This magic is invoked when the variable is reset, such as when an array is emptied.
139 Please note that this is different from undefining the variable, even though the magic is called when the clearing is a result of the undefine (e.g. for an array, but actually a bug prevent it to work before perl 5.9.5 - see the L<history|/PERL MAGIC HISTORY>).
140
141 =item *
142
143 I<free>
144
145 This magic is called when a variable is destroyed as the result of going out of scope (but not when it is undefined).
146 It behaves roughly like Perl object destructors (i.e. C<DESTROY> methods), except that exceptions thrown from inside a I<free> callback will always be propagated to the surrounding code.
147
148 =item *
149
150 I<copy>
151
152 This magic only applies to tied arrays and hashes, and fires when you try to access or change their elements.
153
154 =item *
155
156 I<dup>
157
158 This magic is invoked when the variable is cloned across threads.
159 It is currently not available.
160
161 =item *
162
163 I<local>
164
165 When this magic is set on a variable, all subsequent localizations of the variable will trigger the callback.
166 It is available on your perl if and only if C<MGf_LOCAL> is true.
167
168 =back
169
170 The following actions only apply to hashes and are available if and only if L</VMG_UVAR> is true.
171 They are referred to as I<uvar> magics.
172
173 =over 4
174
175 =item *
176
177 I<fetch>
178
179 This magic is invoked each time an element is fetched from the hash.
180
181 =item *
182
183 I<store>
184
185 This one is called when an element is stored into the hash.
186
187 =item *
188
189 I<exists>
190
191 This magic fires when a key is tested for existence in the hash.
192
193 =item *
194
195 I<delete>
196
197 This magic is triggered when a key is deleted in the hash, regardless of whether the key actually exists in it.
198
199 =back
200
201 You can refer to the tests to have more insight of where the different magics are invoked.
202
203 =head1 FUNCTIONS
204
205 =cut
206
207 BEGIN {
208  require XSLoader;
209  XSLoader::load(__PACKAGE__, $VERSION);
210 }
211
212 =head2 C<wizard>
213
214     wizard(
215      data     => sub { ... },
216      get      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
217      set      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
218      len      => sub {
219       my ($ref, $data, $len [, $op]) = @_; ... ; return $newlen
220      },
221      clear    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
222      free     => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_, ... },
223      copy     => sub { my ($ref, $data, $key, $elt [, $op]) = @_; ... },
224      local    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
225      fetch    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
226      store    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
227      exists   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
228      delete   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
229      copy_key => $bool,
230      op_info  => [ 0 | VMG_OP_INFO_NAME | VMG_OP_INFO_OBJECT ],
231     )
232
233 This function creates a 'wizard', an opaque object that holds the magic information.
234 It takes a list of keys / values as argument, whose keys can be :
235
236 =over 4
237
238 =item *
239
240 C<data>
241
242 A code (or string) reference to a private data constructor.
243 It is called in scalar context each time the magic is cast onto a variable, with C<$_[0]> being a reference to this variable and C<@_[1 .. @_-1]> being all extra arguments that were passed to L</cast>.
244 The scalar returned from this call is then attached to the variable and can be retrieved later with L</getdata>.
245
246 =item *
247
248 C<get>, C<set>, C<len>, C<clear>, C<free>, C<copy>, C<local>, C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
249
250 Code (or string) references to the respective magic callbacks.
251 You don't have to specify all of them : the magic corresponding to undefined entries will simply not be hooked.
252
253 When those callbacks are executed, C<$_[0]> is a reference to the magic variable and C<$_[1]> is the associated private data (or C<undef> when no private data constructor is supplied with the wizard).
254 Other arguments depend on which kind of magic is involved :
255
256 =over 8
257
258 =item *
259
260 I<len>
261
262 C<$_[2]> contains the natural, non-magical length of the variable (which can only be a scalar or an array as I<len> magic is only relevant for these types).
263 The callback is expected to return the new scalar or array length to use, or C<undef> to default to the normal length.
264
265 =item *
266
267 I<copy>
268
269 C<$_[2]> is a either an alias or a copy of the current key, and C<$_[3]> is an alias to the current element (i.e. the value).
270 Because C<$_[2]> might be a copy, it is useless to try to change it or cast magic on it.
271
272 =item *
273
274 I<fetch>, I<store>, I<exists> and I<delete>
275
276 C<$_[2]> is an alias to the current key.
277 Note that C<$_[2]> may rightfully be readonly if the key comes from a bareword, and as such it is unsafe to assign to it.
278 You can ask for a copy instead by passing C<< copy_key => 1 >> to L</wizard> which, at the price of a small performance hit, allows you to safely assign to C<$_[2]> in order to e.g. redirect the action to another key.
279
280 =back
281
282 Finally, if C<< op_info => $num >> is also passed to C<wizard>, then one extra element is appended to C<@_>.
283 Its nature depends on the value of C<$num> :
284
285 =over 8
286
287 =item *
288
289 C<VMG_OP_INFO_NAME>
290
291 C<$_[-1]> is the current op name.
292
293 =item *
294
295 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
296
297 C<$_[-1]> is the C<B::OP> object for the current op.
298
299 =back
300
301 Both result in a small performance hit, but just getting the name is lighter than getting the op object.
302
303 These callbacks are executed in scalar context and are expected to return an integer, which is then passed straight to the perl magic API.
304 However, only the return value of the I<len> magic callback currently holds a meaning.
305
306 =back
307
308 Each callback can be specified as :
309
310 =over 4
311
312 =item *
313
314 a code reference, which will be called as a subroutine.
315
316 =item *
317
318 a string reference, where the string denotes which subroutine is to be called when magic is triggered.
319 If the subroutine name is not fully qualified, then the current package at the time the magic is invoked will be used instead.
320
321 =item *
322
323 a reference to C<undef>, in which case a no-op magic callback is installed instead of the default one.
324 This may especially be helpful for I<local> magic, where an empty callback prevents magic from being copied during localization.
325
326 =back
327
328 Note that I<free> magic is never called during global destruction, as there is no way to ensure that the wizard object and the callback were not destroyed before the variable.
329
330 Here is a simple usage example :
331
332     # A simple scalar tracer
333     my $wiz = wizard(
334      get  => sub { print STDERR "got ${$_[0]}\n" },
335      set  => sub { print STDERR "set to ${$_[0]}\n" },
336      free => sub { print STDERR "${$_[0]} was deleted\n" },
337     );
338
339 =cut
340
341 sub wizard {
342  if (@_ % 2) {
343   require Carp;
344   Carp::croak('Wrong number of arguments for wizard()');
345  }
346
347  my %opts = @_;
348
349  my @keys = qw<op_info data get set len clear free copy dup>;
350  push @keys, 'local' if MGf_LOCAL;
351  push @keys, qw<fetch store exists delete copy_key> if VMG_UVAR;
352
353  my ($wiz, $err);
354  {
355   local $@;
356   $wiz = eval { _wizard(map $opts{$_}, @keys) };
357   $err = $@;
358  }
359  if ($err) {
360   $err =~ s/\sat\s+.*?\n//;
361   require Carp;
362   Carp::croak($err);
363  }
364
365  return $wiz;
366 }
367
368 =head2 C<cast>
369
370     cast [$@%&*]var, $wiz, @args
371
372 This function associates C<$wiz> magic to the supplied variable, without overwriting any other kind of magic.
373 It returns true on success or when C<$wiz> magic is already attached, and croaks on error.
374 When C<$wiz> provides a data constructor, it is called just before magic is cast onto the variable, and it receives a reference to the target variable in C<$_[0]> and the content of C<@args> in C<@_[1 .. @args]>.
375 Otherwise, C<@args> is ignored.
376
377     # Casts $wiz onto $x, passing (\$x, '1') to the data constructor.
378     my $x;
379     cast $x, $wiz, 1;
380
381 The C<var> argument can be an array or hash value.
382 Magic for these scalars behaves like for any other, except that it is dispelled when the entry is deleted from the container.
383 For example, if you want to call C<POSIX::tzset> each time the C<'TZ'> environment variable is changed in C<%ENV>, you can use :
384
385     use POSIX;
386     cast $ENV{TZ}, wizard set => sub { POSIX::tzset(); () };
387
388 If you want to handle the possible deletion of the C<'TZ'> entry, you must also specify I<store> magic.
389
390 =head2 C<getdata>
391
392     getdata [$@%&*]var, $wiz
393
394 This accessor fetches the private data associated with the magic C<$wiz> in the variable.
395 It croaks when C<$wiz> does not represent a valid magic object, and returns an empty list if no such magic is attached to the variable or when the wizard has no data constructor.
396
397     # Get the data attached to $wiz in $x, or undef if $wiz
398     # did not attach any.
399     my $data = getdata $x, $wiz;
400
401 =head2 C<dispell>
402
403     dispell [$@%&*]variable, $wiz
404
405 The exact opposite of L</cast> : it dissociates C<$wiz> magic from the variable.
406 This function returns true on success, C<0> when no magic represented by C<$wiz> could be found in the variable, and croaks if the supplied wizard is invalid.
407
408     # Dispell now.
409     die 'no such magic in $x' unless dispell $x, $wiz;
410
411 =head1 CONSTANTS
412
413 =head2 C<MGf_COPY>
414
415 Evaluates to true if and only if the I<copy> magic is available.
416 This is the case for perl 5.7.3 and greater, which is ensured by the requirements of this module.
417
418 =head2 C<MGf_DUP>
419
420 Evaluates to true if and only if the I<dup> magic is available.
421 This is the case for perl 5.7.3 and greater, which is ensured by the requirements of this module.
422
423 =head2 C<MGf_LOCAL>
424
425 Evaluates to true if and only if the I<local> magic is available.
426 This is the case for perl 5.9.3 and greater.
427
428 =head2 C<VMG_UVAR>
429
430 When this constant is true, you can use the I<fetch>, I<store>, I<exists> and I<delete> magics on hashes.
431 Initial L</VMG_UVAR> capability was introduced in perl 5.9.5, with a fully functional implementation shipped with perl 5.10.0.
432
433 =head2 C<VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN>
434
435 True for perls that don't call I<len> magic when taking the C<length> of a magical scalar.
436
437 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN>
438
439 True for perls that don't call I<len> magic when you push an element in a magical array.
440 Starting from perl 5.11.0, this only refers to pushes in non-void context and hence is false.
441
442 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID>
443
444 True for perls that don't call I<len> magic when you push in void context an element in a magical array.
445
446 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID>
447
448 True for perls that don't call I<len> magic when you unshift in void context an element in a magical array.
449
450 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR>
451
452 True for perls that call I<clear> magic when undefining magical arrays.
453
454 =head2 C<VMG_COMPAT_HASH_DELETE_NOUVAR_VOID>
455
456 True for perls that don't call I<delete> magic when you delete an element from a hash in void context.
457
458 =head2 C<VMG_COMPAT_GLOB_GET>
459
460 True for perls that call I<get> magic for operations on globs.
461
462 =head2 C<VMG_PERL_PATCHLEVEL>
463
464 The perl patchlevel this module was built with, or C<0> for non-debugging perls.
465
466 =head2 C<VMG_THREADSAFE>
467
468 True if and only if this module could have been built with thread-safety features enabled.
469
470 =head2 C<VMG_FORKSAFE>
471
472 True if and only if this module could have been built with fork-safety features enabled.
473 This is always true except on Windows where it is false for perl 5.10.0 and below.
474
475 =head2 C<VMG_OP_INFO_NAME>
476
477 Value to pass with C<op_info> to get the current op name in the magic callbacks.
478
479 =head2 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
480
481 Value to pass with C<op_info> to get a C<B::OP> object representing the current op in the magic callbacks.
482
483 =head1 COOKBOOK
484
485 =head2 Associate an object to any perl variable
486
487 This technique can be useful for passing user data through limited APIs.
488 It is similar to using inside-out objects, but without the drawback of having to implement a complex destructor.
489
490     {
491      package Magical::UserData;
492
493      use Variable::Magic qw<wizard cast getdata>;
494
495      my $wiz = wizard data => sub { \$_[1] };
496
497      sub ud (\[$@%*&]) : lvalue {
498       my ($var) = @_;
499       my $data = &getdata($var, $wiz);
500       unless (defined $data) {
501        $data = \(my $slot);
502        &cast($var, $wiz, $slot)
503                  or die "Couldn't cast UserData magic onto the variable";
504       }
505       $$data;
506      }
507     }
508
509     {
510      BEGIN { *ud = \&Magical::UserData::ud }
511
512      my $cb;
513      $cb = sub { print 'Hello, ', ud(&$cb), "!\n" };
514
515      ud(&$cb) = 'world';
516      $cb->(); # Hello, world!
517     }
518
519 =head2 Recursively cast magic on datastructures
520
521 C<cast> can be called from any magical callback, and in particular from C<data>.
522 This allows you to recursively cast magic on datastructures :
523
524     my $wiz;
525     $wiz = wizard data => sub {
526      my ($var, $depth) = @_;
527      $depth ||= 0;
528      my $r = ref $var;
529      if ($r eq 'ARRAY') {
530       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for @$var;
531      } elsif ($r eq 'HASH') {
532       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for values %$var;
533      }
534      return $depth;
535     },
536     free => sub {
537      my ($var, $depth) = @_;
538      my $r = ref $var;
539      print "free $r at depth $depth\n";
540      ();
541     };
542
543     {
544      my %h = (
545       a => [ 1, 2 ],
546       b => { c => 3 }
547      );
548      cast %h, $wiz;
549     }
550
551 When C<%h> goes out of scope, this prints something among the lines of :
552
553     free HASH at depth 0
554     free HASH at depth 1
555     free SCALAR at depth 2
556     free ARRAY at depth 1
557     free SCALAR at depth 3
558     free SCALAR at depth 3
559
560 Of course, this example does nothing with the values that are added after the C<cast>.
561
562 =head1 PERL MAGIC HISTORY
563
564 The places where magic is invoked have changed a bit through perl history.
565 Here is a little list of the most recent ones.
566
567 =over 4
568
569 =item *
570
571 B<5.6.x>
572
573 I<p14416> : I<copy> and I<dup> magic.
574
575 =item *
576
577 B<5.8.9>
578
579 I<p28160> : Integration of I<p25854> (see below).
580
581 I<p32542> : Integration of I<p31473> (see below).
582
583 =item *
584
585 B<5.9.3>
586
587 I<p25854> : I<len> magic is no longer called when pushing an element into a magic array.
588
589 I<p26569> : I<local> magic.
590
591 =item *
592
593 B<5.9.5>
594
595 I<p31064> : Meaningful I<uvar> magic.
596
597 I<p31473> : I<clear> magic was not invoked when undefining an array.
598 The bug is fixed as of this version.
599
600 =item *
601
602 B<5.10.0>
603
604 Since C<PERL_MAGIC_uvar> is uppercased, C<hv_magic_check()> triggers I<copy> magic on hash stores for (non-tied) hashes that also have I<uvar> magic.
605
606 =item *
607
608 B<5.11.x>
609
610 I<p32969> : I<len> magic is no longer invoked when calling C<length> with a magical scalar.
611
612 I<p34908> : I<len> magic is no longer called when pushing / unshifting an element into a magical array in void context.
613 The C<push> part was already covered by I<p25854>.
614
615 I<g9cdcb38b> : I<len> magic is called again when pushing into a magical array in non-void context.
616
617 =back
618
619 =head1 EXPORT
620
621 The functions L</wizard>, L</cast>, L</getdata> and L</dispell> are only exported on request.
622 All of them are exported by the tags C<':funcs'> and C<':all'>.
623
624 All the constants are also only exported on request, either individually or by the tags C<':consts'> and C<':all'>.
625
626 =cut
627
628 use base qw<Exporter>;
629
630 our @EXPORT         = ();
631 our %EXPORT_TAGS    = (
632  'funcs' =>  [ qw<wizard cast getdata dispell> ],
633  'consts' => [ qw<
634    MGf_COPY MGf_DUP MGf_LOCAL VMG_UVAR
635    VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN
636    VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID
637    VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID
638    VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR
639    VMG_COMPAT_HASH_DELETE_NOUVAR_VOID
640    VMG_COMPAT_GLOB_GET
641    VMG_PERL_PATCHLEVEL
642    VMG_THREADSAFE VMG_FORKSAFE
643    VMG_OP_INFO_NAME VMG_OP_INFO_OBJECT
644  > ],
645 );
646 our @EXPORT_OK      = map { @$_ } values %EXPORT_TAGS;
647 $EXPORT_TAGS{'all'} = [ @EXPORT_OK ];
648
649 =head1 CAVEATS
650
651 In order to hook hash operations with magic, you need at least perl 5.10.0 (see L</VMG_UVAR>).
652
653 If you want to store a magic object in the private data slot, you will not be able to recover the magic with L</getdata>, since magic is not copied by assignment.
654 You can work around this gotcha by storing a reference to the magic object instead.
655
656 If you define a wizard with I<free> magic and cast it on itself, it results in a memory cycle, so this destructor will not be called when the wizard is freed.
657
658 =head1 DEPENDENCIES
659
660 L<perl> 5.8.
661
662 A C compiler.
663 This module may happen to build with a C++ compiler as well, but don't rely on it, as no guarantee is made in this regard.
664
665 L<Carp> (core since perl 5), L<XSLoader> (since 5.006).
666
667 Copy tests need L<Tie::Array> (core since perl 5.005) and L<Tie::Hash> (since 5.002).
668 Some uvar tests need L<Hash::Util::FieldHash> (since 5.009004).
669 Glob tests need L<Symbol> (since 5.002).
670 Threads tests need L<threads> and L<threads::shared> (both since 5.007003).
671
672 =head1 SEE ALSO
673
674 L<perlguts> and L<perlapi> for internal information about magic.
675
676 L<perltie> and L<overload> for other ways of enhancing objects.
677
678 =head1 AUTHOR
679
680 Vincent Pit, C<< <perl at profvince.com> >>, L<http://www.profvince.com>.
681
682 You can contact me by mail or on C<irc.perl.org> (vincent).
683
684 =head1 BUGS
685
686 Please report any bugs or feature requests to C<bug-variable-magic at rt.cpan.org>, or through the web interface at L<http://rt.cpan.org/NoAuth/ReportBug.html?Queue=Variable-Magic>.
687 I will be notified, and then you'll automatically be notified of progress on your bug as I make changes.
688
689 =head1 SUPPORT
690
691 You can find documentation for this module with the perldoc command.
692
693     perldoc Variable::Magic
694
695 Tests code coverage report is available at L<http://www.profvince.com/perl/cover/Variable-Magic>.
696
697 =head1 COPYRIGHT & LICENSE
698
699 Copyright 2007,2008,2009,2010,2011,2012 Vincent Pit, all rights reserved.
700
701 This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
702 under the same terms as Perl itself.
703
704 =cut
705
706 1; # End of Variable::Magic