]> git.vpit.fr Git - perl/modules/Variable-Magic.git/blob - lib/Variable/Magic.pm
This is 0.50
[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 0.50
15
16 =cut
17
18 our $VERSION;
19 BEGIN {
20  $VERSION = '0.50';
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 type-agnostic.
83
84 The same magic can be applied on scalars, arrays, hashes, subs or globs.
85 But the same hook (see below for a list) may trigger differently depending on the the type of the variable.
86
87 =item *
88
89 Magic is invisible at the Perl level.
90
91 Magical and non-magical variables cannot be distinguished with C<ref>, C<tied> or another trick.
92
93 =item *
94
95 Magic is notably faster.
96
97 Mainly because perl's way of handling magic is lighter by nature, and because there is no need for any method resolution.
98 Also, since you don't have to reimplement all the variable semantics, you only pay for what you actually use.
99
100 =back
101
102 The operations that can be overloaded are :
103
104 =over 4
105
106 =item *
107
108 I<get>
109
110 This magic is invoked when the variable is evaluated.
111 It is never called for arrays and hashes.
112
113 =item *
114
115 I<set>
116
117 This magic is called each time the value of the variable changes.
118 It is called for array subscripts and slices, but never for hashes.
119
120 =item *
121
122 I<len>
123
124 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.
125 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>).
126 The length is returned from the callback as an integer.
127
128 =item *
129
130 I<clear>
131
132 This magic is invoked when the variable is reset, such as when an array is emptied.
133 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>).
134
135 =item *
136
137 I<free>
138
139 This magic is called when an object is destroyed as the result of the variable going out of scope (but not when the variable is undefined).
140
141 =item *
142
143 I<copy>
144
145 This magic only applies to tied arrays and hashes, and fires when you try to access or change their elements.
146
147 =item *
148
149 I<dup>
150
151 This magic is invoked when the variable is cloned across threads.
152 It is currently not available.
153
154 =item *
155
156 I<local>
157
158 When this magic is set on a variable, all subsequent localizations of the variable will trigger the callback.
159 It is available on your perl if and only if C<MGf_LOCAL> is true.
160
161 =back
162
163 The following actions only apply to hashes and are available if and only if L</VMG_UVAR> is true.
164 They are referred to as I<uvar> magics.
165
166 =over 4
167
168 =item *
169
170 I<fetch>
171
172 This magic is invoked each time an element is fetched from the hash.
173
174 =item *
175
176 I<store>
177
178 This one is called when an element is stored into the hash.
179
180 =item *
181
182 I<exists>
183
184 This magic fires when a key is tested for existence in the hash.
185
186 =item *
187
188 I<delete>
189
190 This magic is triggered when a key is deleted in the hash, regardless of whether the key actually exists in it.
191
192 =back
193
194 You can refer to the tests to have more insight of where the different magics are invoked.
195
196 =head1 FUNCTIONS
197
198 =cut
199
200 BEGIN {
201  require XSLoader;
202  XSLoader::load(__PACKAGE__, $VERSION);
203 }
204
205 =head2 C<wizard>
206
207     wizard(
208      data     => sub { ... },
209      get      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
210      set      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
211      len      => sub {
212       my ($ref, $data, $len [, $op]) = @_; ... ; return $newlen
213      },
214      clear    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
215      free     => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_, ... },
216      copy     => sub { my ($ref, $data, $key, $elt [, $op]) = @_; ... },
217      local    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
218      fetch    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
219      store    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
220      exists   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
221      delete   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
222      copy_key => $bool,
223      op_info  => [ 0 | VMG_OP_INFO_NAME | VMG_OP_INFO_OBJECT ],
224     )
225
226 This function creates a 'wizard', an opaque object that holds the magic information.
227 It takes a list of keys / values as argument, whose keys can be :
228
229 =over 4
230
231 =item *
232
233 C<data>
234
235 A code (or string) reference to a private data constructor.
236 It is called in scalar context each time the magic is cast onto a variable, with C<$_[0]> being a reference to this variable and C<@_[1 .. @_-1]> being all extra arguments that were passed to L</cast>.
237 The scalar returned from this call is then attached to the variable and can be retrieved later with L</getdata>.
238
239 =item *
240
241 C<get>, C<set>, C<len>, C<clear>, C<free>, C<copy>, C<local>, C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
242
243 Code (or string) references to the respective magic callbacks.
244 You don't have to specify all of them : the magic corresponding to undefined entries will simply not be hooked.
245
246 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).
247 Other arguments depend on which kind of magic is involved :
248
249 =over 8
250
251 =item *
252
253 I<len>
254
255 C<$_[2]> contains the natural, non-magical length of the variable (which can only be a scalar or an array as I<len> magic is only relevant for these types).
256 The callback is expected to return the new scalar or array length to use, or C<undef> to default to the normal length.
257
258 =item *
259
260 I<copy>
261
262 C<$_[2]> is a either an alias or a copy of the current key, and C<$_[3]> is an alias to the current element (i.e. the value).
263 Because C<$_[2]> might be a copy, it is useless to try to change it or cast magic on it.
264
265 =item *
266
267 I<fetch>, I<store>, I<exists> and I<delete>
268
269 C<$_[2]> is an alias to the current key.
270 Note that C<$_[2]> may rightfully be readonly if the key comes from a bareword, and as such it is unsafe to assign to it.
271 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.
272
273 =back
274
275 Finally, if C<< op_info => $num >> is also passed to C<wizard>, then one extra element is appended to C<@_>.
276 Its nature depends on the value of C<$num> :
277
278 =over 8
279
280 =item *
281
282 C<VMG_OP_INFO_NAME>
283
284 C<$_[-1]> is the current op name.
285
286 =item *
287
288 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
289
290 C<$_[-1]> is the C<B::OP> object for the current op.
291
292 =back
293
294 Both result in a small performance hit, but just getting the name is lighter than getting the op object.
295
296 These callbacks are executed in scalar context and are expected to return an integer, which is then passed straight to the perl magic API.
297 However, only the return value of the I<len> magic callback currently holds a meaning.
298
299 =back
300
301 Each callback can be specified as :
302
303 =over 4
304
305 =item *
306
307 a code reference, which will be called as a subroutine.
308
309 =item *
310
311 a string reference, where the string denotes which subroutine is to be called when magic is triggered.
312 If the subroutine name is not fully qualified, then the current package at the time the magic is invoked will be used instead.
313
314 =item *
315
316 a reference to C<undef>, in which case a no-op magic callback is installed instead of the default one.
317 This may especially be helpful for I<local> magic, where an empty callback prevents magic from being copied during localization.
318
319 =back
320
321 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.
322
323 Here is a simple usage example :
324
325     # A simple scalar tracer
326     my $wiz = wizard(
327      get  => sub { print STDERR "got ${$_[0]}\n" },
328      set  => sub { print STDERR "set to ${$_[0]}\n" },
329      free => sub { print STDERR "${$_[0]} was deleted\n" },
330     );
331
332 =cut
333
334 sub wizard {
335  if (@_ % 2) {
336   require Carp;
337   Carp::croak('Wrong number of arguments for wizard()');
338  }
339
340  my %opts = @_;
341
342  my @keys = qw<op_info data get set len clear free copy dup>;
343  push @keys, 'local' if MGf_LOCAL;
344  push @keys, qw<fetch store exists delete copy_key> if VMG_UVAR;
345
346  my ($wiz, $err);
347  {
348   local $@;
349   $wiz = eval { _wizard(map $opts{$_}, @keys) };
350   $err = $@;
351  }
352  if ($err) {
353   $err =~ s/\sat\s+.*?\n//;
354   require Carp;
355   Carp::croak($err);
356  }
357
358  return $wiz;
359 }
360
361 =head2 C<cast>
362
363     cast [$@%&*]var, $wiz, @args
364
365 This function associates C<$wiz> magic to the supplied variable, without overwriting any other kind of magic.
366 It returns true on success or when C<$wiz> magic is already attached, and croaks on error.
367 When C<$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]>.
368 Otherwise, C<@args> is ignored.
369
370     # Casts $wiz onto $x, passing (\$x, '1') to the data constructor.
371     my $x;
372     cast $x, $wiz, 1;
373
374 The C<var> argument can be an array or hash value.
375 Magic for these scalars behaves like for any other, except that it is dispelled when the entry is deleted from the container.
376 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 :
377
378     use POSIX;
379     cast $ENV{TZ}, wizard set => sub { POSIX::tzset(); () };
380
381 If you want to handle the possible deletion of the C<'TZ'> entry, you must also specify I<store> magic.
382
383 =head2 C<getdata>
384
385     getdata [$@%&*]var, $wiz
386
387 This accessor fetches the private data associated with the magic C<$wiz> in the variable.
388 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.
389
390     # Get the data attached to $wiz in $x, or undef if $wiz
391     # did not attach any.
392     my $data = getdata $x, $wiz;
393
394 =head2 C<dispell>
395
396     dispell [$@%&*]variable, $wiz
397
398 The exact opposite of L</cast> : it dissociates C<$wiz> magic from the variable.
399 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.
400
401     # Dispell now.
402     die 'no such magic in $x' unless dispell $x, $wiz;
403
404 =head1 CONSTANTS
405
406 =head2 C<MGf_COPY>
407
408 Evaluates to true if and only if the I<copy> magic is available.
409 This is the case for perl 5.7.3 and greater, which is ensured by the requirements of this module.
410
411 =head2 C<MGf_DUP>
412
413 Evaluates to true if and only if the I<dup> magic is available.
414 This is the case for perl 5.7.3 and greater, which is ensured by the requirements of this module.
415
416 =head2 C<MGf_LOCAL>
417
418 Evaluates to true if and only if the I<local> magic is available.
419 This is the case for perl 5.9.3 and greater.
420
421 =head2 C<VMG_UVAR>
422
423 When this constant is true, you can use the I<fetch>, I<store>, I<exists> and I<delete> magics on hashes.
424 Initial L</VMG_UVAR> capability was introduced in perl 5.9.5, with a fully functional implementation shipped with perl 5.10.0.
425
426 =head2 C<VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN>
427
428 True for perls that don't call I<len> magic when taking the C<length> of a magical scalar.
429
430 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN>
431
432 True for perls that don't call I<len> magic when you push an element in a magical array.
433 Starting from perl 5.11.0, this only refers to pushes in non-void context and hence is false.
434
435 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID>
436
437 True for perls that don't call I<len> magic when you push in void context an element in a magical array.
438
439 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID>
440
441 True for perls that don't call I<len> magic when you unshift in void context an element in a magical array.
442
443 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR>
444
445 True for perls that call I<clear> magic when undefining magical arrays.
446
447 =head2 C<VMG_COMPAT_HASH_DELETE_NOUVAR_VOID>
448
449 True for perls that don't call I<delete> magic when you delete an element from a hash in void context.
450
451 =head2 C<VMG_COMPAT_GLOB_GET>
452
453 True for perls that call I<get> magic for operations on globs.
454
455 =head2 C<VMG_PERL_PATCHLEVEL>
456
457 The perl patchlevel this module was built with, or C<0> for non-debugging perls.
458
459 =head2 C<VMG_THREADSAFE>
460
461 True if and only if this module could have been built with thread-safety features enabled.
462
463 =head2 C<VMG_FORKSAFE>
464
465 True if and only if this module could have been built with fork-safety features enabled.
466 This is always true except on Windows where it is false for perl 5.10.0 and below.
467
468 =head2 C<VMG_OP_INFO_NAME>
469
470 Value to pass with C<op_info> to get the current op name in the magic callbacks.
471
472 =head2 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
473
474 Value to pass with C<op_info> to get a C<B::OP> object representing the current op in the magic callbacks.
475
476 =head1 COOKBOOK
477
478 =head2 Associate an object to any perl variable
479
480 This technique can be useful for passing user data through limited APIs.
481 It is similar to using inside-out objects, but without the drawback of having to implement a complex destructor.
482
483     {
484      package Magical::UserData;
485
486      use Variable::Magic qw<wizard cast getdata>;
487
488      my $wiz = wizard data => sub { \$_[1] };
489
490      sub ud (\[$@%*&]) : lvalue {
491       my ($var) = @_;
492       my $data = &getdata($var, $wiz);
493       unless (defined $data) {
494        $data = \(my $slot);
495        &cast($var, $wiz, $slot)
496                  or die "Couldn't cast UserData magic onto the variable";
497       }
498       $$data;
499      }
500     }
501
502     {
503      BEGIN { *ud = \&Magical::UserData::ud }
504
505      my $cb;
506      $cb = sub { print 'Hello, ', ud(&$cb), "!\n" };
507
508      ud(&$cb) = 'world';
509      $cb->(); # Hello, world!
510     }
511
512 =head2 Recursively cast magic on datastructures
513
514 C<cast> can be called from any magical callback, and in particular from C<data>.
515 This allows you to recursively cast magic on datastructures :
516
517     my $wiz;
518     $wiz = wizard data => sub {
519      my ($var, $depth) = @_;
520      $depth ||= 0;
521      my $r = ref $var;
522      if ($r eq 'ARRAY') {
523       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for @$var;
524      } elsif ($r eq 'HASH') {
525       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for values %$var;
526      }
527      return $depth;
528     },
529     free => sub {
530      my ($var, $depth) = @_;
531      my $r = ref $var;
532      print "free $r at depth $depth\n";
533      ();
534     };
535
536     {
537      my %h = (
538       a => [ 1, 2 ],
539       b => { c => 3 }
540      );
541      cast %h, $wiz;
542     }
543
544 When C<%h> goes out of scope, this prints something among the lines of :
545
546     free HASH at depth 0
547     free HASH at depth 1
548     free SCALAR at depth 2
549     free ARRAY at depth 1
550     free SCALAR at depth 3
551     free SCALAR at depth 3
552
553 Of course, this example does nothing with the values that are added after the C<cast>.
554
555 =head1 PERL MAGIC HISTORY
556
557 The places where magic is invoked have changed a bit through perl history.
558 Here is a little list of the most recent ones.
559
560 =over 4
561
562 =item *
563
564 B<5.6.x>
565
566 I<p14416> : I<copy> and I<dup> magic.
567
568 =item *
569
570 B<5.8.9>
571
572 I<p28160> : Integration of I<p25854> (see below).
573
574 I<p32542> : Integration of I<p31473> (see below).
575
576 =item *
577
578 B<5.9.3>
579
580 I<p25854> : I<len> magic is no longer called when pushing an element into a magic array.
581
582 I<p26569> : I<local> magic.
583
584 =item *
585
586 B<5.9.5>
587
588 I<p31064> : Meaningful I<uvar> magic.
589
590 I<p31473> : I<clear> magic was not invoked when undefining an array.
591 The bug is fixed as of this version.
592
593 =item *
594
595 B<5.10.0>
596
597 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.
598
599 =item *
600
601 B<5.11.x>
602
603 I<p32969> : I<len> magic is no longer invoked when calling C<length> with a magical scalar.
604
605 I<p34908> : I<len> magic is no longer called when pushing / unshifting an element into a magical array in void context.
606 The C<push> part was already covered by I<p25854>.
607
608 I<g9cdcb38b> : I<len> magic is called again when pushing into a magical array in non-void context.
609
610 =back
611
612 =head1 EXPORT
613
614 The functions L</wizard>, L</cast>, L</getdata> and L</dispell> are only exported on request.
615 All of them are exported by the tags C<':funcs'> and C<':all'>.
616
617 All the constants are also only exported on request, either individually or by the tags C<':consts'> and C<':all'>.
618
619 =cut
620
621 use base qw<Exporter>;
622
623 our @EXPORT         = ();
624 our %EXPORT_TAGS    = (
625  'funcs' =>  [ qw<wizard cast getdata dispell> ],
626  'consts' => [ qw<
627    MGf_COPY MGf_DUP MGf_LOCAL VMG_UVAR
628    VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN
629    VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID
630    VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID
631    VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR
632    VMG_COMPAT_HASH_DELETE_NOUVAR_VOID
633    VMG_COMPAT_GLOB_GET
634    VMG_PERL_PATCHLEVEL
635    VMG_THREADSAFE VMG_FORKSAFE
636    VMG_OP_INFO_NAME VMG_OP_INFO_OBJECT
637  > ],
638 );
639 our @EXPORT_OK      = map { @$_ } values %EXPORT_TAGS;
640 $EXPORT_TAGS{'all'} = [ @EXPORT_OK ];
641
642 =head1 CAVEATS
643
644 In order to hook hash operations with magic, you need at least perl 5.10.0 (see L</VMG_UVAR>).
645
646 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.
647 You can work around this gotcha by storing a reference to the magic object instead.
648
649 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.
650
651 =head1 DEPENDENCIES
652
653 L<perl> 5.8.
654
655 A C compiler.
656 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.
657
658 L<Carp> (core since perl 5), L<XSLoader> (since 5.006).
659
660 Copy tests need L<Tie::Array> (core since perl 5.005) and L<Tie::Hash> (since 5.002).
661 Some uvar tests need L<Hash::Util::FieldHash> (since 5.009004).
662 Glob tests need L<Symbol> (since 5.002).
663 Threads tests need L<threads> and L<threads::shared> (both since 5.007003).
664
665 =head1 SEE ALSO
666
667 L<perlguts> and L<perlapi> for internal information about magic.
668
669 L<perltie> and L<overload> for other ways of enhancing objects.
670
671 =head1 AUTHOR
672
673 Vincent Pit, C<< <perl at profvince.com> >>, L<http://www.profvince.com>.
674
675 You can contact me by mail or on C<irc.perl.org> (vincent).
676
677 =head1 BUGS
678
679 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>.
680 I will be notified, and then you'll automatically be notified of progress on your bug as I make changes.
681
682 =head1 SUPPORT
683
684 You can find documentation for this module with the perldoc command.
685
686     perldoc Variable::Magic
687
688 Tests code coverage report is available at L<http://www.profvince.com/perl/cover/Variable-Magic>.
689
690 =head1 COPYRIGHT & LICENSE
691
692 Copyright 2007,2008,2009,2010,2011,2012 Vincent Pit, all rights reserved.
693
694 This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
695 under the same terms as Perl itself.
696
697 =cut
698
699 1; # End of Variable::Magic