]> git.vpit.fr Git - perl/modules/Variable-Magic.git/blob - lib/Variable/Magic.pm
Only load Carp.pm when throwing an error
[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 0.43
15
16 =cut
17
18 our $VERSION;
19 BEGIN {
20  $VERSION = '0.43';
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 set  => sub { print "now set to ${$_[0]}!\n" },
29                       free => sub { print "destroyed!\n" };
30
31      my $a = 1;
32      cast $a, $wiz;
33      $a = 2;        # "now set to 2!"
34     }               # "destroyed!"
35
36     { # A hash with a default value
37      my $wiz = wizard data     => sub { $_[1] },
38                       fetch    => sub { $_[2] = $_[1] unless exists $_[0]->{$_[2]}; () },
39                       store    => sub { print "key $_[2] stored in $_[-1]\n" },
40                       copy_key => 1,
41                       op_info  => VMG_OP_INFO_NAME;
42
43      my %h = (_default => 0, apple => 2);
44      cast %h, $wiz, '_default';
45      print $h{banana}, "\n"; # "0", because the 'banana' key doesn't exist in %h
46      $h{pear} = 1;           # "key pear stored in helem"
47     }
48
49 =head1 DESCRIPTION
50
51 Magic is Perl's way of enhancing variables.
52 This mechanism lets the user add extra data to any variable and hook syntactical operations (such as access, assignment or destruction) that can be applied to it.
53 With this module, you can add your own magic to any variable without having to write a single line of XS.
54
55 You'll realize that these magic variables look a lot like tied variables.
56 It's not surprising, as tied variables are implemented as a special kind of magic, just like any 'irregular' Perl variable : scalars like C<$!>, 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...
57 They all share the same underlying C API, and this module gives you direct access to it.
58
59 Still, the magic made available by this module differs from tieing and overloading in several ways :
60
61 =over 4
62
63 =item *
64
65 It isn't copied on assignment.
66
67 You attach it to variables, not values (as for blessed references).
68
69 =item *
70
71 It doesn't replace the original semantics.
72
73 Magic callbacks usually get triggered before the original action takes place, and can't prevent it from happening.
74 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.
75
76 =item *
77
78 It's type-agnostic.
79
80 The same magic can be applied on scalars, arrays, hashes, subs or globs.
81 But the same hook (see below for a list) may trigger differently depending on the the type of the variable.
82
83 =item *
84
85 It's mostly invisible at the Perl level.
86
87 Magical and non-magical variables cannot be distinguished with C<ref>, C<tied> or another trick.
88
89 =item *
90
91 It's notably faster.
92
93 Mainly because perl's way of handling magic is lighter by nature, and because there's no need for any method resolution.
94 Also, since you don't have to reimplement all the variable semantics, you only pay for what you actually use.
95
96 =back
97
98 The operations that can be overloaded are :
99
100 =over 4
101
102 =item *
103
104 C<get>
105
106 This magic is invoked when the variable is evaluated.
107 It is never called for arrays and hashes.
108
109 =item *
110
111 C<set>
112
113 This one is triggered each time the value of the variable changes.
114 It is called for array subscripts and slices, but never for hashes.
115
116 =item *
117
118 C<len>
119
120 This magic is a little special : it is called when the 'size' or the 'length' of the variable has to be known by Perl.
121 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>).
122 The callback has then to return the length as an integer.
123
124 =item *
125
126 C<clear>
127
128 This magic is invoked when the variable is reset, such as when an array is emptied.
129 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>).
130
131 =item *
132
133 C<free>
134
135 This one can be considered as an object destructor.
136 It happens when the variable goes out of scope, but not when it is undefined.
137
138 =item *
139
140 C<copy>
141
142 This magic only applies to tied arrays and hashes.
143 It fires when you try to access or change their elements.
144 It is available on your perl iff C<MGf_COPY> is true.
145
146 =item *
147
148 C<dup>
149
150 Invoked when the variable is cloned across threads.
151 Currently not available.
152
153 =item *
154
155 C<local>
156
157 When this magic is set on a variable, all subsequent localizations of the variable will trigger the callback.
158 It is available on your perl iff C<MGf_LOCAL> is true.
159
160 =back
161
162 The following actions only apply to hashes and are available iff C<VMG_UVAR> is true.
163 They are referred to as C<uvar> magics.
164
165 =over 4
166
167 =item *
168
169 C<fetch>
170
171 This magic happens each time an element is fetched from the hash.
172
173 =item *
174
175 C<store>
176
177 This one is called when an element is stored into the hash.
178
179 =item *
180
181 C<exists>
182
183 This magic fires when a key is tested for existence in the hash.
184
185 =item *
186
187 C<delete>
188
189 This last one triggers when a key is deleted in the hash, regardless of whether the key actually exists in it.
190
191 =back
192
193 You can refer to the tests to have more insight of where the different magics are invoked.
194
195 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).
196 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.
197
198 =head1 FUNCTIONS
199
200 =cut
201
202 BEGIN {
203  require XSLoader;
204  XSLoader::load(__PACKAGE__, $VERSION);
205 }
206
207 =head2 C<wizard>
208
209     wizard data     => sub { ... },
210            get      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
211            set      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
212            len      => sub { my ($ref, $data, $len [, $op]) = @_; ... ; return $newlen; },
213            clear    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
214            free     => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_, ... },
215            copy     => sub { my ($ref, $data, $key, $elt [, $op]) = @_; ... },
216            local    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
217            fetch    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
218            store    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
219            exists   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
220            delete   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
221            copy_key => $bool,
222            op_info  => [ 0 | VMG_OP_INFO_NAME | VMG_OP_INFO_OBJECT ]
223
224 This function creates a 'wizard', an opaque type that holds the magic information.
225 It takes a list of keys / values as argument, whose keys can be :
226
227 =over 4
228
229 =item *
230
231 C<data>
232
233 A code (or string) reference to a private data constructor.
234 It is called each time this magic is cast on a variable, and the scalar returned is used as private data storage for it.
235 C<$_[0]> is a reference to the magic object and C<@_[1 .. @_-1]> are all extra arguments that were passed to L</cast>.
236
237 =item *
238
239 C<get>, C<set>, C<len>, C<clear>, C<free>, C<copy>, C<local>, C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
240
241 Code (or string) references to the corresponding magic callbacks.
242 You don't have to specify all of them : the magic associated with undefined entries simply won't be hooked.
243 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).
244
245 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<$num == VMG_OP_INFO_OBJECT>.
246 Both have a performance hit, but just getting the name is lighter than getting the op object.
247
248 Other arguments are specific to the magic hooked :
249
250 =over 8
251
252 =item *
253
254 C<len>
255
256 When the variable is an array or a scalar, C<$_[2]> contains the non-magical length.
257 The callback can return the new scalar or array length to use, or C<undef> to default to the normal length.
258
259 =item *
260
261 C<copy>
262
263 C<$_[2]> is a either a copy or an alias of the current key, which means that it is useless to try to change or cast magic on it.
264 C<$_[3]> is an alias to the current element (i.e. the value).
265
266 =item *
267
268 C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
269
270 C<$_[2]> is an alias to the current key.
271 Nothing prevents you from changing it, but be aware that there lurk dangerous side effects.
272 For example, it may rightfully be readonly if the key was a bareword.
273 You can get a copy instead by passing C<< copy_key => 1 >> to L</wizard>, which allows you to safely assign to C<$_[2]> in order to e.g. redirect the action to another key.
274 This however has a little performance drawback because of the copy.
275
276 =back
277
278 All the callbacks are expected to return an integer, which is passed straight to the perl magic API.
279 However, only the return value of the C<len> callback currently holds a meaning.
280
281 =back
282
283 Each callback can be specified as a code or a string reference, in which case the function denoted by the string will be used as the callback.
284
285 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.
286
287 Here's a simple usage example :
288
289     # A simple scalar tracer
290     my $wiz = wizard get  => sub { print STDERR "got ${$_[0]}\n" },
291                      set  => sub { print STDERR "set to ${$_[0]}\n" },
292                      free => sub { print STDERR "${$_[0]} was deleted\n" }
293
294 =cut
295
296 sub wizard {
297  if (@_ % 2) {
298   require Carp;
299   Carp::croak('Wrong number of arguments for wizard()');
300  }
301
302  my %opts = @_;
303  my @keys = qw/data op_info get set len clear free/;
304  push @keys, 'copy'  if MGf_COPY;
305  push @keys, 'dup'   if MGf_DUP;
306  push @keys, 'local' if MGf_LOCAL;
307  push @keys, qw/fetch store exists delete copy_key/ if VMG_UVAR;
308  my $ret = eval { _wizard(map $opts{$_}, @keys) };
309  if (my $err = $@) {
310   $err =~ s/\sat\s+.*?\n//;
311   require Carp;
312   Carp::croak($err);
313  }
314  return $ret;
315 }
316
317 =head2 C<cast>
318
319     cast [$@%&*]var, $wiz, ...
320
321 This function associates C<$wiz> magic to the variable supplied, without overwriting any other kind of magic.
322 It returns true on success or when C<$wiz> magic is already present, and croaks on error.
323 All extra arguments specified after C<$wiz> are passed to the private data constructor in C<@_[1 .. @_-1]>.
324 If the variable isn't a hash, any C<uvar> callback of the wizard is safely ignored.
325
326     # Casts $wiz onto $x, and pass '1' to the data constructor.
327     my $x;
328     cast $x, $wiz, 1;
329
330 The C<var> argument can be an array or hash value.
331 Magic for those behaves like for any other scalar, except that it is dispelled when the entry is deleted from the container.
332 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 :
333
334     use POSIX;
335     cast $ENV{TZ}, wizard set => sub { POSIX::tzset(); () };
336
337 If you want to overcome the possible deletion of the C<'TZ'> entry, you have no choice but to rely on C<store> uvar magic.
338
339 =head2 C<getdata>
340
341     getdata [$@%&*]var, $wiz
342
343 This accessor fetches the private data associated with the magic C<$wiz> in the variable.
344 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.
345
346     # Get the attached data, or undef if the wizard does not attach any.
347     my $data = getdata $x, $wiz;
348
349 =head2 C<dispell>
350
351     dispell [$@%&*]variable, $wiz
352
353 The exact opposite of L</cast> : it dissociates C<$wiz> magic from the variable.
354 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.
355
356     # Dispell now.
357     die 'no such magic in $x' unless dispell $x, $wiz;
358
359 =head1 CONSTANTS
360
361 =head2 C<MGf_COPY>
362
363 Evaluates to true iff the 'copy' magic is available.
364
365 =head2 C<MGf_DUP>
366
367 Evaluates to true iff the 'dup' magic is available.
368
369 =head2 C<MGf_LOCAL>
370
371 Evaluates to true iff the 'local' magic is available.
372
373 =head2 C<VMG_UVAR>
374
375 When this constant is true, you can use the C<fetch,store,exists,delete> callbacks on hashes.
376
377 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN>
378
379 True for perls that don't call 'len' magic when you push an element in a magical array.
380 Starting from perl 5.11.0, this only refers to pushes in non-void context and hence is false.
381
382 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID>
383
384 True for perls that don't call 'len' magic when you push in void context an element in a magical array.
385
386 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID>
387
388 True for perls that don't call 'len' magic when you unshift in void context an element in a magical array.
389
390 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR>
391
392 True for perls that call 'clear' magic when undefining magical arrays.
393
394 =head2 C<VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN>
395
396 True for perls that don't call 'len' magic when taking the C<length> of a magical scalar.
397
398 =head2 C<VMG_COMPAT_GLOB_GET>
399
400 True for perls that call 'get' magic for operations on globs.
401
402 =head2 C<VMG_PERL_PATCHLEVEL>
403
404 The perl patchlevel this module was built with, or C<0> for non-debugging perls.
405
406 =head2 C<VMG_THREADSAFE>
407
408 True iff this module could have been built with thread-safety features enabled.
409
410 =head2 C<VMG_FORKSAFE>
411
412 True iff this module could have been built with fork-safety features enabled.
413 This will always be true except on Windows where it's false for perl 5.10.0 and below .
414
415 =head2 C<VMG_OP_INFO_NAME>
416
417 Value to pass with C<op_info> to get the current op name in the magic callbacks.
418
419 =head2 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
420
421 Value to pass with C<op_info> to get a C<B::OP> object representing the current op in the magic callbacks.
422
423 =head1 COOKBOOK
424
425 =head2 Associate an object to any perl variable
426
427 This technique can be useful for passing user data through limited APIs.
428 It is similar to using inside-out objects, but without the drawback of having to implement a complex destructor.
429
430     {
431      package Magical::UserData;
432
433      use Variable::Magic qw/wizard cast getdata/;
434
435      my $wiz = wizard data => sub { \$_[1] };
436
437      sub ud (\[$@%*&]) : lvalue {
438       my ($var) = @_;
439       my $data = &getdata($var, $wiz);
440       unless (defined $data) {
441        $data = \(my $slot);
442        &cast($var, $wiz, $slot)
443                         or die "Couldn't cast UserData magic onto the variable";
444       }
445       $$data;
446      }
447     }
448
449     {
450      BEGIN { *ud = \&Magical::UserData::ud }
451
452      my $cb;
453      $cb = sub { print 'Hello, ', ud(&$cb), "!\n" };
454
455      ud(&$cb) = 'world';
456      $cb->(); # Hello, world!
457     }
458
459 =head2 Recursively cast magic on datastructures
460
461 C<cast> can be called from any magical callback, and in particular from C<data>.
462 This allows you to recursively cast magic on datastructures :
463
464     my $wiz;
465     $wiz = wizard data => sub {
466      my ($var, $depth) = @_;
467      $depth ||= 0;
468      my $r = ref $var;
469      if ($r eq 'ARRAY') {
470       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for @$var;
471      } elsif ($r eq 'HASH') {
472       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for values %$var;
473      }
474      return $depth;
475     },
476     free => sub {
477      my ($var, $depth) = @_;
478      my $r = ref $var;
479      print "free $r at depth $depth\n";
480      ();
481     };
482
483     {
484      my %h = (
485       a => [ 1, 2 ],
486       b => { c => 3 }
487      );
488      cast %h, $wiz;
489     }
490
491 When C<%h> goes out of scope, this will print something among the lines of :
492
493     free HASH at depth 0
494     free HASH at depth 1
495     free SCALAR at depth 2
496     free ARRAY at depth 1
497     free SCALAR at depth 3
498     free SCALAR at depth 3
499
500 Of course, this example does nothing with the values that are added after the C<cast>.
501
502 =head1 PERL MAGIC HISTORY
503
504 The places where magic is invoked have changed a bit through perl history.
505 Here's a little list of the most recent ones.
506
507 =over 4
508
509 =item *
510
511 B<5.6.x>
512
513 I<p14416> : 'copy' and 'dup' magic.
514
515 =item *
516
517 B<5.8.9>
518
519 I<p28160> : Integration of I<p25854> (see below).
520
521 I<p32542> : Integration of I<p31473> (see below).
522
523 =item *
524
525 B<5.9.3>
526
527 I<p25854> : 'len' magic is no longer called when pushing an element into a magic array.
528
529 I<p26569> : 'local' magic.
530
531 =item *
532
533 B<5.9.5>
534
535 I<p31064> : Meaningful 'uvar' magic.
536
537 I<p31473> : 'clear' magic wasn't invoked when undefining an array.
538 The bug is fixed as of this version.
539
540 =item *
541
542 B<5.10.0>
543
544 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.
545
546 =item *
547
548 B<5.11.x>
549
550 I<p32969> : 'len' magic is no longer invoked when calling C<length> with a magical scalar.
551
552 I<p34908> : 'len' magic is no longer called when pushing / unshifting an element into a magical array in void context.
553 The C<push> part was already covered by I<p25854>.
554
555 I<g9cdcb38b> : 'len' magic is called again when pushing into a magical array in non-void context.
556
557 =back
558
559 =head1 EXPORT
560
561 The functions L</wizard>, L</cast>, L</getdata> and L</dispell> are only exported on request.
562 All of them are exported by the tags C<':funcs'> and C<':all'>.
563
564 All the constants are also only exported on request, either individually or by the tags C<':consts'> and C<':all'>.
565
566 =cut
567
568 use base qw/Exporter/;
569
570 our @EXPORT         = ();
571 our %EXPORT_TAGS    = (
572  'funcs' =>  [ qw/wizard cast getdata dispell/ ],
573  'consts' => [ qw/
574    MGf_COPY MGf_DUP MGf_LOCAL VMG_UVAR
575    VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID
576    VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID
577    VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR
578    VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN
579    VMG_COMPAT_GLOB_GET
580    VMG_PERL_PATCHLEVEL
581    VMG_THREADSAFE VMG_FORKSAFE
582    VMG_OP_INFO_NAME VMG_OP_INFO_OBJECT
583  / ],
584 );
585 our @EXPORT_OK      = map { @$_ } values %EXPORT_TAGS;
586 $EXPORT_TAGS{'all'} = [ @EXPORT_OK ];
587
588 =head1 CAVEATS
589
590 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.
591 The only way to address this would be to return a reference.
592
593 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.
594
595 =head1 DEPENDENCIES
596
597 L<perl> 5.8.
598
599 L<Carp> (standard since perl 5), L<XSLoader> (standard since perl 5.006).
600
601 Copy tests need L<Tie::Array> (standard since perl 5.005) and L<Tie::Hash> (since 5.002).
602
603 Some uvar tests need L<Hash::Util::FieldHash> (standard since perl 5.009004).
604
605 Glob tests need L<Symbol> (standard since perl 5.002).
606
607 Threads tests need L<threads> and L<threads::shared>.
608
609 =head1 SEE ALSO
610
611 L<perlguts> and L<perlapi> for internal information about magic.
612
613 L<perltie> and L<overload> for other ways of enhancing objects.
614
615 =head1 AUTHOR
616
617 Vincent Pit, C<< <perl at profvince.com> >>, L<http://www.profvince.com>.
618
619 You can contact me by mail or on C<irc.perl.org> (vincent).
620
621 =head1 BUGS
622
623 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.
624
625 =head1 SUPPORT
626
627 You can find documentation for this module with the perldoc command.
628
629     perldoc Variable::Magic
630
631 Tests code coverage report is available at L<http://www.profvince.com/perl/cover/Variable-Magic>.
632
633 =head1 COPYRIGHT & LICENSE
634
635 Copyright 2007,2008,2009,2010 Vincent Pit, all rights reserved.
636
637 This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
638 under the same terms as Perl itself.
639
640 =cut
641
642 1; # End of Variable::Magic