]> git.vpit.fr Git - perl/modules/Variable-Magic.git/blob - lib/Variable/Magic.pm
This is 0.38
[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 use Carp qw/croak/;
9
10 =head1 NAME
11
12 Variable::Magic - Associate user-defined magic to variables from Perl.
13
14 =head1 VERSION
15
16 Version 0.38
17
18 =cut
19
20 our $VERSION;
21 BEGIN {
22  $VERSION = '0.38';
23 }
24
25 =head1 SYNOPSIS
26
27     use Variable::Magic qw/wizard cast VMG_OP_INFO_NAME/;
28
29     { # A variable tracer
30      my $wiz = wizard set  => sub { print "now set to ${$_[0]}!\n" },
31                       free => sub { print "destroyed!\n" };
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 data     => sub { $_[1] },
40                       fetch    => sub { $_[2] = $_[1] unless exists $_[0]->{$_[2]}; () },
41                       store    => sub { print "key $_[2] stored in $_[-1]\n" },
42                       copy_key => 1,
43                       op_info  => VMG_OP_INFO_NAME;
44
45      my %h = (_default => 0, apple => 2);
46      cast %h, $wiz, '_default';
47      print $h{banana}, "\n"; # "0", because the 'banana' key doesn't exist in %h
48      $h{pear} = 1;           # "key pear stored in helem"
49     }
50
51 =head1 DESCRIPTION
52
53 Magic is Perl way of enhancing objects.
54 This mechanism lets the user add extra data to any variable and hook syntaxical operations (such as access, assignment or destruction) that can be applied to it.
55 With this module, you can add your own magic to any variable without having to write a single line of XS.
56
57 You'll realize that these magic variables look a lot like tied variables.
58 It's not surprising, as tied variables are implemented as a special kind of magic, just like any 'irregular' Perl variable : scalars like C<$!>, 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...
59 They all share the same underlying C API, and this module gives you direct access to it.
60
61 Still, the magic made available by this module differs from tieing and overloading in several ways :
62
63 =over 4
64
65 =item *
66
67 It isn't copied on assignment.
68
69 You attach it to variables, not values (as for blessed references).
70
71 =item *
72
73 It doesn't replace the original semantics.
74
75 Magic callbacks usually trigger before the original action take place, and can't prevent it to happen.
76 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.
77
78 =item *
79
80 It's type-agnostic.
81
82 The same magic can be applied on scalars, arrays, hashes, subs or globs.
83 But the same hook (see below for a list) may trigger differently depending on the the type of the variable.
84
85 =item *
86
87 It's mostly invisible at the Perl level.
88
89 Magical and non-magical variables cannot be distinguished with C<ref>, C<tied> or another trick.
90
91 =item *
92
93 It's notably faster.
94
95 Mainly because perl's way of handling magic is lighter by nature, and because there's no need for any method resolution.
96 Also, since you don't have to reimplement all the variable semantics, you only pay for what you actually use.
97
98 =back
99
100 The operations that can be overloaded are :
101
102 =over 4
103
104 =item *
105
106 C<get>
107
108 This magic is invoked when the variable is evaluated.
109 It is never called for arrays and hashes.
110
111 =item *
112
113 C<set>
114
115 This one is triggered each time the value of the variable changes.
116 It is called for array subscripts and slices, but never for hashes.
117
118 =item *
119
120 C<len>
121
122 This magic is a little special : it is called when the 'size' or the 'length' of the variable has to be known by Perl.
123 Typically, it's 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>).
124 The callback has then to return the length as an integer.
125
126 =item *
127
128 C<clear>
129
130 This magic is invoked when the variable is reset, such as when an array is emptied.
131 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>).
132
133 =item *
134
135 C<free>
136
137 This one can be considered as an object destructor.
138 It happens when the variable goes out of scope, but not when it is undefined.
139
140 =item *
141
142 C<copy>
143
144 This magic only applies to tied arrays and hashes.
145 It fires when you try to access or change their elements.
146 It is available on your perl iff C<MGf_COPY> is true.
147
148 =item *
149
150 C<dup>
151
152 Invoked when the variable is cloned across threads.
153 Currently not available.
154
155 =item *
156
157 C<local>
158
159 When this magic is set on a variable, all subsequent localizations of the variable will trigger the callback.
160 It is available on your perl iff C<MGf_LOCAL> is true.
161
162 =back
163
164 The following actions only apply to hashes and are available iff C<VMG_UVAR> is true.
165 They are referred to as C<uvar> magics.
166
167 =over 4
168
169 =item *
170
171 C<fetch>
172
173 This magic happens each time an element is fetched from the hash.
174
175 =item *
176
177 C<store>
178
179 This one is called when an element is stored into the hash.
180
181 =item *
182
183 C<exists>
184
185 This magic fires when a key is tested for existence in the hash.
186
187 =item *
188
189 C<delete>
190
191 This last one triggers when a key is deleted in the hash, regardless of whether the key actually exists in it.
192
193 =back
194
195 You can refer to the tests to have more insight of where the different magics are invoked.
196
197 To prevent any clash between different magics defined with this module, an unique numerical signature is attached to each kind of magic (i.e. each set of callbacks for magic operations).
198 At the C level, magic tokens owned by magic created by this module have their C<< mg->mg_private >> field set to C<0x3891> or C<0x3892>, so please don't use these magic (sic) numbers in other extensions.
199
200 =head1 FUNCTIONS
201
202 =cut
203
204 BEGIN {
205  require XSLoader;
206  XSLoader::load(__PACKAGE__, $VERSION);
207 }
208
209 =head2 C<wizard>
210
211     wizard data     => sub { ... },
212            get      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
213            set      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
214            len      => sub { my ($ref, $data, $len [, $op]) = @_; ... ; return $newlen; },
215            clear    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
216            free     => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_, ... },
217            copy     => sub { my ($ref, $data, $key, $elt [, $op]) = @_; ... },
218            local    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
219            fetch    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
220            store    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
221            exists   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
222            delete   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
223            copy_key => $bool,
224            op_info  => [ 0 | VMG_OP_INFO_NAME | VMG_OP_INFO_OBJECT ]
225
226 This function creates a 'wizard', an opaque type that holds the magic information.
227 It takes a list of keys / values as argument, whose keys can be :
228
229 =over 4
230
231 =item *
232
233 C<sig>
234
235 The numerical signature.
236 If not specified or undefined, a random signature is generated.
237 If the signature matches an already defined magic, then the existant magic object is returned.
238
239 This option is B<deprecated> and will be removed in december 2009.
240
241 =item *
242
243 C<data>
244
245 A code reference to a private data constructor.
246 It is called each time this magic is cast on a variable, and the scalar returned is used as private data storage for it.
247 C<$_[0]> is a reference to the magic object and C<@_[1 .. @_-1]> are all extra arguments that were passed to L</cast>.
248
249 =item *
250
251 C<get>, C<set>, C<len>, C<clear>, C<free>, C<copy>, C<local>, C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
252
253 Code references to the corresponding magic callbacks.
254 You don't have to specify all of them : the magic associated with undefined entries simply won't be hooked.
255 In those callbacks, C<$_[0]> is always a reference to the magic object and C<$_[1]> is always the private data (or C<undef> when no private data constructor was supplied).
256
257 Moreover, when you pass C<< op_info => $num >> to C<wizard>, the last element of C<@_> will be the current op name if C<$num == VMG_OP_INFO_NAME> and a C<B::OP> object representing the current op if C<$num == VMG_OP_INFO_OBJECT>.
258 Both have a performance hit, but just getting the name is lighter than getting the op object.
259
260 Other arguments are specific to the magic hooked :
261
262 =over 8
263
264 =item *
265
266 C<len>
267
268 When the variable is an array or a scalar, C<$_[2]> contains the non-magical length.
269 The callback can return the new scalar or array length to use, or C<undef> to default to the normal length.
270
271 =item *
272
273 C<copy>
274
275 C<$_[2]> is a either a copy or an alias of the current key, which means that it is useless to try to change or cast magic on it.
276 C<$_[3]> is an alias to the current element (i.e. the value).
277
278 =item *
279
280 C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
281
282 C<$_[2]> is an alias to the current key.
283 Nothing prevents you from changing it, but be aware that there lurk dangerous side effects.
284 For example, it may rightfully be readonly if the key was a bareword.
285 You can get a copy instead by passing C<< copy_key => 1 >> to L</wizard>, which allows you to safely assign to C<$_[2]> in order to e.g. redirect the action to another key.
286 This however has a little performance drawback because of the copy.
287
288 =back
289
290 All the callbacks are expected to return an integer, which is passed straight to the perl magic API.
291 However, only the return value of the C<len> callback currently holds a meaning.
292
293 =back
294
295     # A simple scalar tracer
296     my $wiz = wizard get  => sub { print STDERR "got ${$_[0]}\n" },
297                      set  => sub { print STDERR "set to ${$_[0]}\n" },
298                      free => sub { print STDERR "${$_[0]} was deleted\n" }
299
300 Note that C<free> callbacks are I<never> called during global destruction, as there's no way to ensure that the wizard and the C<free> callback weren't destroyed before the variable.
301
302 =cut
303
304 sub wizard {
305  croak 'Wrong number of arguments for wizard()' if @_ % 2;
306  my %opts = @_;
307  my @keys = qw/sig data op_info get set len clear free/;
308  push @keys, 'copy'  if MGf_COPY;
309  push @keys, 'dup'   if MGf_DUP;
310  push @keys, 'local' if MGf_LOCAL;
311  push @keys, qw/fetch store exists delete copy_key/ if VMG_UVAR;
312  my $ret = eval { _wizard(map $opts{$_}, @keys) };
313  if (my $err = $@) {
314   $err =~ s/\sat\s+.*?\n//;
315   croak $err;
316  }
317  return $ret;
318 }
319
320 =head2 C<gensig>
321
322 With this tool, you can manually generate random magic signature between SIG_MIN and SIG_MAX inclusive.
323 That's the way L</wizard> creates them when no signature is supplied.
324
325     # Generate a signature
326     my $sig = gensig;
327
328 This function is B<deprecated> and will be removed in december 2009.
329
330 =head2 C<getsig>
331
332     getsig $wiz
333
334 This accessor returns the magic signature of this wizard.
335
336     # Get $wiz signature
337     my $sig = getsig $wiz;
338
339 This function is B<deprecated> and will be removed in december 2009.
340
341 =head2 C<cast>
342
343     cast [$@%&*]var, $wiz, ...
344
345 This function associates C<$wiz> magic to the variable supplied, without overwriting any other kind of magic.
346 It returns true on success or when C<$wiz> magic is already present, and croaks on error.
347 All extra arguments specified after C<$wiz> are passed to the private data constructor in C<@_[1 .. @_-1]>.
348 If the variable isn't a hash, any C<uvar> callback of the wizard is safely ignored.
349
350     # Casts $wiz onto $x, and pass '1' to the data constructor.
351     my $x;
352     cast $x, $wiz, 1;
353
354 The C<var> argument can be an array or hash value.
355 Magic for those behaves like for any other scalar, except that it is dispelled when the entry is deleted from the container.
356 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 :
357
358     use POSIX;
359     cast $ENV{TZ}, wizard set => sub { POSIX::tzset(); () };
360
361 If you want to overcome the possible deletion of the C<'TZ'> entry, you have no choice but to rely on C<store> uvar magic.
362
363 =head2 C<getdata>
364
365     getdata [$@%&*]var, $wiz
366
367 This accessor fetches the private data associated with the magic C<$wiz> in the variable.
368 It croaks when C<$wiz> do 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.
369
370     # Get the attached data, or undef if the wizard does not attach any.
371     my $data = getdata $x, $wiz;
372
373 =head2 C<dispell>
374
375     dispell [$@%&*]variable, $wiz
376
377 The exact opposite of L</cast> : it dissociates C<$wiz> magic from the variable.
378 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.
379
380     # Dispell now.
381     die 'no such magic in $x' unless dispell $x, $wiz;
382
383 =head1 CONSTANTS
384
385 =head2 C<SIG_MIN>
386
387 The minimum integer used as a signature for user-defined magic.
388
389 This constant is B<deprecated> and will be removed in december 2009.
390
391 =head2 C<SIG_MAX>
392
393 The maximum integer used as a signature for user-defined magic.
394
395 This constant is B<deprecated> and will be removed in december 2009.
396
397 =head2 C<SIG_NBR>
398
399     SIG_NBR = SIG_MAX - SIG_MIN + 1
400
401 This constant is B<deprecated> and will be removed in december 2009.
402
403 =head2 C<MGf_COPY>
404
405 Evaluates to true iff the 'copy' magic is available.
406
407 =head2 C<MGf_DUP>
408
409 Evaluates to true iff the 'dup' magic is available.
410
411 =head2 C<MGf_LOCAL>
412
413 Evaluates to true iff the 'local' magic is available.
414
415 =head2 C<VMG_UVAR>
416
417 When this constant is true, you can use the C<fetch,store,exists,delete> callbacks on hashes.
418
419 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN>
420
421 True for perls that don't call 'len' magic when you push an element in a magical array.
422 Starting from perl 5.11.0, this only refers to pushes in non-void context and hence is false.
423
424 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID>
425
426 True for perls that don't call 'len' magic when you push in void context an element in a magical array.
427
428 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID>
429
430 True for perls that don't call 'len' magic when you unshift in void context an element in a magical array.
431
432 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR>
433
434 True for perls that call 'clear' magic when undefining magical arrays.
435
436 =head2 C<VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN>
437
438 True for perls that don't call 'len' magic when taking the C<length> of a magical scalar.
439
440 =head2 C<VMG_PERL_PATCHLEVEL>
441
442 The perl patchlevel this module was built with, or C<0> for non-debugging perls.
443
444 =head2 C<VMG_THREADSAFE>
445
446 True iff this module could have been built with thread-safety features enabled.
447
448 =head2 C<VMG_FORKSAFE>
449
450 True iff this module could have been built with fork-safety features enabled.
451 This will always be true except on Windows where it's false for perl 5.10.0 and below .
452
453 =head2 C<VMG_OP_INFO_NAME>
454
455 Value to pass with C<op_info> to get the current op name in the magic callbacks.
456
457 =head2 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
458
459 Value to pass with C<op_info> to get a C<B::OP> object representing the current op in the magic callbacks.
460
461 =head1 COOKBOOK
462
463 =head2 Associate an object to any perl variable
464
465 This can be useful for passing user data through limited APIs.
466
467     {
468      package Magical::UserData;
469
470      use Variable::Magic qw/wizard cast getdata/;
471
472      my $wiz = wizard data => sub { \$_[1] };
473
474      sub ud (\[$@%*&]) : lvalue {
475       my ($var) = @_;
476       my $data = &getdata($var, $wiz);
477       unless (defined $data) {
478        &cast($var, $wiz);
479        $data = &getdata($var, $wiz);
480        die "Couldn't cast UserData magic onto the variable" unless defined $data;
481       }
482       $$data;
483      }
484     }
485
486     {
487      BEGIN { *ud = \&Magical::UserData::ud }
488
489      my $cb;
490      $cb = sub { print 'Hello, ', ud(&$cb), "!\n" };
491
492      ud(&$cb) = 'world';
493      $cb->(); # Hello, world!
494     }
495
496 =head2 Recursively cast magic on datastructures
497
498 C<cast> can be called from any magical callback, and in particular from C<data>.
499 This allows you to recursively cast magic on datastructures :
500
501     my $wiz;
502     $wiz = wizard data => sub {
503      my ($var, $depth) = @_;
504      $depth ||= 0;
505      my $r = ref $var;
506      if ($r eq 'ARRAY') {
507       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for @$var;
508      } elsif ($r eq 'HASH') {
509       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for values %$var;
510      }
511      return $depth;
512     },
513     free => sub {
514      my ($var, $depth) = @_;
515      my $r = ref $var;
516      print "free $r at depth $depth\n";
517      ();
518     };
519
520     {
521      my %h = (
522       a => [ 1, 2 ],
523       b => { c => 3 }
524      );
525      cast %h, $wiz;
526     }
527
528 When C<%h> goes out of scope, this will print something among the lines of :
529
530     free HASH at depth 0
531     free HASH at depth 1
532     free SCALAR at depth 2
533     free ARRAY at depth 1
534     free SCALAR at depth 3
535     free SCALAR at depth 3
536
537 Of course, this example does nothing with the values that are added after the C<cast>.
538
539 =head1 PERL MAGIC HISTORY
540
541 The places where magic is invoked have changed a bit through perl history.
542 Here's a little list of the most recent ones.
543
544 =over 4
545
546 =item *
547
548 B<5.6.x>
549
550 I<p14416> : 'copy' and 'dup' magic.
551
552 =item *
553
554 B<5.8.9>
555
556 I<p28160> : Integration of I<p25854> (see below).
557
558 I<p32542> : Integration of I<p31473> (see below).
559
560 =item *
561
562 B<5.9.3>
563
564 I<p25854> : 'len' magic is no longer called when pushing an element into a magic array.
565
566 I<p26569> : 'local' magic.
567
568 =item *
569
570 B<5.9.5>
571
572 I<p31064> : Meaningful 'uvar' magic.
573
574 I<p31473> : 'clear' magic wasn't invoked when undefining an array.
575 The bug is fixed as of this version.
576
577 =item *
578
579 B<5.10.0>
580
581 Since C<PERL_MAGIC_uvar> is uppercased, C<hv_magic_check()> triggers 'copy' magic on hash stores for (non-tied) hashes that also have 'uvar' magic.
582
583 =item *
584
585 B<5.11.x>
586
587 I<p32969> : 'len' magic is no longer invoked when calling C<length> with a magical scalar.
588
589 I<p34908> : 'len' magic is no longer called when pushing / unshifting an element into a magical array in void context.
590 The C<push> part was already covered by I<p25854>.
591
592 I<g9cdcb38b> : 'len' magic is called again when pushing into a magical array in non-void context.
593
594 =back
595
596 =head1 EXPORT
597
598 The functions L</wizard>, L</gensig>, L</getsig>, L</cast>, L</getdata> and L</dispell> are only exported on request.
599 All of them are exported by the tags C<':funcs'> and C<':all'>.
600
601 All the constants are also only exported on request, either individually or by the tags C<':consts'> and C<':all'>.
602
603 =cut
604
605 use base qw/Exporter/;
606
607 our @EXPORT         = ();
608 our %EXPORT_TAGS    = (
609  'funcs' =>  [ qw/wizard gensig getsig cast getdata dispell/ ],
610  'consts' => [
611                qw/SIG_MIN SIG_MAX SIG_NBR MGf_COPY MGf_DUP MGf_LOCAL VMG_UVAR/,
612                qw/VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID/,
613                qw/VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID/,
614                qw/VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR/,
615                qw/VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN/,
616                qw/VMG_PERL_PATCHLEVEL/,
617                qw/VMG_THREADSAFE VMG_FORKSAFE/,
618                qw/VMG_OP_INFO_NAME VMG_OP_INFO_OBJECT/
619              ]
620 );
621 our @EXPORT_OK      = map { @$_ } values %EXPORT_TAGS;
622 $EXPORT_TAGS{'all'} = [ @EXPORT_OK ];
623
624 =head1 CAVEATS
625
626 If you store a magic object in the private data slot, the magic won't be accessible by L</getdata> since it's not copied by assignment.
627 The only way to address this would be to return a reference.
628
629 If you define a wizard with a C<free> callback and cast it on itself, this destructor won't be called because the wizard will be destroyed first.
630
631 =head1 DEPENDENCIES
632
633 L<perl> 5.8.
634
635 L<Carp> (standard since perl 5), L<XSLoader> (standard since perl 5.006).
636
637 Copy tests need L<Tie::Array> (standard since perl 5.005) and L<Tie::Hash> (since 5.002).
638
639 Some uvar tests need L<Hash::Util::FieldHash> (standard since perl 5.009004).
640
641 Glob tests need L<Symbol> (standard since perl 5.002).
642
643 Threads tests need L<threads> and L<threads::shared>.
644
645 =head1 SEE ALSO
646
647 L<perlguts> and L<perlapi> for internal information about magic.
648
649 L<perltie> and L<overload> for other ways of enhancing objects.
650
651 =head1 AUTHOR
652
653 Vincent Pit, C<< <perl at profvince.com> >>, L<http://www.profvince.com>.
654
655 You can contact me by mail or on C<irc.perl.org> (vincent).
656
657 =head1 BUGS
658
659 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>. I will be notified, and then you'll automatically be notified of progress on your bug as I make changes.
660
661 =head1 SUPPORT
662
663 You can find documentation for this module with the perldoc command.
664
665     perldoc Variable::Magic
666
667 Tests code coverage report is available at L<http://www.profvince.com/perl/cover/Variable-Magic>.
668
669 =head1 COPYRIGHT & LICENSE
670
671 Copyright 2007-2009 Vincent Pit, all rights reserved.
672
673 This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
674 under the same terms as Perl itself.
675
676 =cut
677
678 1; # End of Variable::Magic