]> git.vpit.fr Git - perl/modules/Variable-Magic.git/blob - lib/Variable/Magic.pm
Jumbo POD overhaul
[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 0.49
15
16 =cut
17
18 our $VERSION;
19 BEGIN {
20  $VERSION = '0.49';
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 C<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 C<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 C<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 C<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 C<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 C<copy>
144
145 This magic only applies to tied arrays and hashes, and fires when you try to access or change their elements.
146 It is available on your perl if and only if C<MGf_COPY> is true.
147
148 =item *
149
150 C<dup>
151
152 This magic is invoked when the variable is cloned across threads.
153 It is 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 if and only if C<MGf_LOCAL> is true.
161
162 =back
163
164 The following actions only apply to hashes and are available if and only if L</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 is invoked 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 magic is triggered 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 =head1 FUNCTIONS
198
199 =cut
200
201 BEGIN {
202  require XSLoader;
203  XSLoader::load(__PACKAGE__, $VERSION);
204 }
205
206 =head2 C<wizard>
207
208     wizard(
209      data     => sub { ... },
210      get      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
211      set      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
212      len      => sub {
213       my ($ref, $data, $len [, $op]) = @_; ... ; return $newlen
214      },
215      clear    => sub { my ($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 => $bool,
224      op_info  => [ 0 | VMG_OP_INFO_NAME | VMG_OP_INFO_OBJECT ],
225     )
226
227 This function creates a 'wizard', an opaque object that holds the magic information.
228 It takes a list of keys / values as argument, whose keys can be :
229
230 =over 4
231
232 =item *
233
234 C<data>
235
236 A code (or string) reference to a private data constructor.
237 It is called in scalar context each time the magic is cast onto a variable, with C<$_[0]> being a reference to this variable and C<@_[1 .. @_-1]> being all extra arguments that were passed to L</cast>.
238 The scalar returned from this call is then attached to the variable and can be retrieved later with L</getdata>.
239
240 =item *
241
242 C<get>, C<set>, C<len>, C<clear>, C<free>, C<copy>, C<local>, C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
243
244 Code (or string) references to the respective magic callbacks.
245 You don't have to specify all of them : the magic corresponding to undefined entries will simply not be hooked.
246
247 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).
248 Other arguments depend on which kind of magic is involved :
249
250 =over 8
251
252 =item *
253
254 C<len>
255
256 C<$_[2]> contains the natural, non-magical length of the variable (which can only be a scalar or an array as len magic is only relevant for these types).
257 The callback is expected to return the new scalar or array length to use, or C<undef> to default to the normal length.
258
259 =item *
260
261 C<copy>
262
263 C<$_[2]> is a either an alias or a copy of the current key, and C<$_[3]> is an alias to the current element (i.e. the value).
264 Because C<$_[2]> might be a copy, it is useless to try to change it or cast magic on it.
265
266 =item *
267
268 C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
269
270 C<$_[2]> is an alias to the current key.
271 Note that C<$_[2]> may rightfully be readonly if the key comes from a bareword, and as such it is unsafe to assign to it.
272 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.
273
274 =back
275
276 Finally, if C<< op_info => $num >> is also passed to C<wizard>, then one extra element is appended to C<@_>.
277 Its nature depends on the value of C<$num> :
278
279 =over 8
280
281 =item *
282
283 C<VMG_OP_INFO_NAME>
284
285 C<$_[-1]> is the current op name.
286
287 =item *
288
289 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
290
291 C<$_[-1]> is the C<B::OP> object for the current op.
292
293 =back
294
295 Both result in a small performance hit, but just getting the name is lighter than getting the op object.
296
297 These callbacks are executed in scalar context and are expected to return an integer, which is then passed straight to the perl magic API.
298 However, only the return value of the C<len> callback currently holds a meaning.
299
300 =back
301
302 Each callback can be specified as :
303
304 =over 4
305
306 =item *
307
308 a code reference, which will be called as a subroutine.
309
310 =item *
311
312 a string reference, where the string denotes which subroutine is to be called when magic is triggered.
313 If the subroutine name is not fully qualified, then the current package at the time the magic is invoked will be used instead.
314
315 =item *
316
317 a reference to C<undef>, in which case a no-op magic callback is installed instead of the default one.
318 This may especially be helpful for 'local' magic, where an empty callback prevents magic from being copied during localization.
319
320 =back
321
322 Note that C<free> callbacks are I<never> called during global destruction, as there is no way to ensure that the wizard object and the C<free> callback were not destroyed before the variable.
323
324 Here is a simple usage example :
325
326     # A simple scalar tracer
327     my $wiz = wizard(
328      get  => sub { print STDERR "got ${$_[0]}\n" },
329      set  => sub { print STDERR "set to ${$_[0]}\n" },
330      free => sub { print STDERR "${$_[0]} was deleted\n" },
331     );
332
333 =cut
334
335 sub wizard {
336  if (@_ % 2) {
337   require Carp;
338   Carp::croak('Wrong number of arguments for wizard()');
339  }
340
341  my %opts = @_;
342
343  my @keys = qw<op_info data get set len clear free copy dup>;
344  push @keys, 'local' if MGf_LOCAL;
345  push @keys, qw<fetch store exists delete copy_key> if VMG_UVAR;
346
347  my ($wiz, $err);
348  {
349   local $@;
350   $wiz = eval { _wizard(map $opts{$_}, @keys) };
351   $err = $@;
352  }
353  if ($err) {
354   $err =~ s/\sat\s+.*?\n//;
355   require Carp;
356   Carp::croak($err);
357  }
358
359  return $wiz;
360 }
361
362 =head2 C<cast>
363
364     cast [$@%&*]var, $wiz, @args
365
366 This function associates C<$wiz> magic to the supplied variable, without overwriting any other kind of magic.
367 It returns true on success or when C<$wiz> magic is already attached, and croaks on error.
368 When C<$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]>.
369 Otherwise, C<@args> is ignored.
370
371     # Casts $wiz onto $x, passing (\$x, '1') to the data constructor.
372     my $x;
373     cast $x, $wiz, 1;
374
375 The C<var> argument can be an array or hash value.
376 Magic for these scalars behaves like for any other, except that it is dispelled when the entry is deleted from the container.
377 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 :
378
379     use POSIX;
380     cast $ENV{TZ}, wizard set => sub { POSIX::tzset(); () };
381
382 If you want to handle the possible deletion of the C<'TZ'> entry, you must also specify C<store> uvar magic.
383
384 =head2 C<getdata>
385
386     getdata [$@%&*]var, $wiz
387
388 This accessor fetches the private data associated with the magic C<$wiz> in the variable.
389 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.
390
391     # Get the data attached to $wiz in $x, or undef if $wiz
392     # did not attach any.
393     my $data = getdata $x, $wiz;
394
395 =head2 C<dispell>
396
397     dispell [$@%&*]variable, $wiz
398
399 The exact opposite of L</cast> : it dissociates C<$wiz> magic from the variable.
400 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.
401
402     # Dispell now.
403     die 'no such magic in $x' unless dispell $x, $wiz;
404
405 =head1 CONSTANTS
406
407 =head2 C<MGf_COPY>
408
409 Evaluates to true if and only if the 'copy' magic is available.
410
411 =head2 C<MGf_DUP>
412
413 Evaluates to true if and only if the 'dup' magic is available.
414
415 =head2 C<MGf_LOCAL>
416
417 Evaluates to true if and only if the 'local' magic is available.
418
419 =head2 C<VMG_UVAR>
420
421 When this constant is true, you can use the C<fetch,store,exists,delete> callbacks on hashes.
422 Initial VMG_UVAR capability was introduced in perl 5.9.5, with a fully functional implementation shipped with perl 5.10.0.
423
424 =head2 C<VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN>
425
426 True for perls that don't call 'len' magic when taking the C<length> of a magical scalar.
427
428 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN>
429
430 True for perls that don't call 'len' magic when you push an element in a magical array.
431 Starting from perl 5.11.0, this only refers to pushes in non-void context and hence is false.
432
433 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID>
434
435 True for perls that don't call 'len' magic when you push in void context an element in a magical array.
436
437 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID>
438
439 True for perls that don't call 'len' magic when you unshift in void context an element in a magical array.
440
441 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR>
442
443 True for perls that call 'clear' magic when undefining magical arrays.
444
445 =head2 C<VMG_COMPAT_HASH_DELETE_NOUVAR_VOID>
446
447 True for perls that don't call 'delete' uvar magic when you delete an element from a hash in void context.
448
449 =head2 C<VMG_COMPAT_GLOB_GET>
450
451 True for perls that call 'get' magic for operations on globs.
452
453 =head2 C<VMG_PERL_PATCHLEVEL>
454
455 The perl patchlevel this module was built with, or C<0> for non-debugging perls.
456
457 =head2 C<VMG_THREADSAFE>
458
459 True if and only if this module could have been built with thread-safety features enabled.
460
461 =head2 C<VMG_FORKSAFE>
462
463 True if and only if this module could have been built with fork-safety features enabled.
464 This is always true except on Windows where it is false for perl 5.10.0 and below.
465
466 =head2 C<VMG_OP_INFO_NAME>
467
468 Value to pass with C<op_info> to get the current op name in the magic callbacks.
469
470 =head2 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
471
472 Value to pass with C<op_info> to get a C<B::OP> object representing the current op in the magic callbacks.
473
474 =head1 COOKBOOK
475
476 =head2 Associate an object to any perl variable
477
478 This technique can be useful for passing user data through limited APIs.
479 It is similar to using inside-out objects, but without the drawback of having to implement a complex destructor.
480
481     {
482      package Magical::UserData;
483
484      use Variable::Magic qw<wizard cast getdata>;
485
486      my $wiz = wizard data => sub { \$_[1] };
487
488      sub ud (\[$@%*&]) : lvalue {
489       my ($var) = @_;
490       my $data = &getdata($var, $wiz);
491       unless (defined $data) {
492        $data = \(my $slot);
493        &cast($var, $wiz, $slot)
494                  or die "Couldn't cast UserData magic onto the variable";
495       }
496       $$data;
497      }
498     }
499
500     {
501      BEGIN { *ud = \&Magical::UserData::ud }
502
503      my $cb;
504      $cb = sub { print 'Hello, ', ud(&$cb), "!\n" };
505
506      ud(&$cb) = 'world';
507      $cb->(); # Hello, world!
508     }
509
510 =head2 Recursively cast magic on datastructures
511
512 C<cast> can be called from any magical callback, and in particular from C<data>.
513 This allows you to recursively cast magic on datastructures :
514
515     my $wiz;
516     $wiz = wizard data => sub {
517      my ($var, $depth) = @_;
518      $depth ||= 0;
519      my $r = ref $var;
520      if ($r eq 'ARRAY') {
521       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for @$var;
522      } elsif ($r eq 'HASH') {
523       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for values %$var;
524      }
525      return $depth;
526     },
527     free => sub {
528      my ($var, $depth) = @_;
529      my $r = ref $var;
530      print "free $r at depth $depth\n";
531      ();
532     };
533
534     {
535      my %h = (
536       a => [ 1, 2 ],
537       b => { c => 3 }
538      );
539      cast %h, $wiz;
540     }
541
542 When C<%h> goes out of scope, this prints something among the lines of :
543
544     free HASH at depth 0
545     free HASH at depth 1
546     free SCALAR at depth 2
547     free ARRAY at depth 1
548     free SCALAR at depth 3
549     free SCALAR at depth 3
550
551 Of course, this example does nothing with the values that are added after the C<cast>.
552
553 =head1 PERL MAGIC HISTORY
554
555 The places where magic is invoked have changed a bit through perl history.
556 Here is a little list of the most recent ones.
557
558 =over 4
559
560 =item *
561
562 B<5.6.x>
563
564 I<p14416> : 'copy' and 'dup' magic.
565
566 =item *
567
568 B<5.8.9>
569
570 I<p28160> : Integration of I<p25854> (see below).
571
572 I<p32542> : Integration of I<p31473> (see below).
573
574 =item *
575
576 B<5.9.3>
577
578 I<p25854> : 'len' magic is no longer called when pushing an element into a magic array.
579
580 I<p26569> : 'local' magic.
581
582 =item *
583
584 B<5.9.5>
585
586 I<p31064> : Meaningful 'uvar' magic.
587
588 I<p31473> : 'clear' magic was not invoked when undefining an array.
589 The bug is fixed as of this version.
590
591 =item *
592
593 B<5.10.0>
594
595 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.
596
597 =item *
598
599 B<5.11.x>
600
601 I<p32969> : 'len' magic is no longer invoked when calling C<length> with a magical scalar.
602
603 I<p34908> : 'len' magic is no longer called when pushing / unshifting an element into a magical array in void context.
604 The C<push> part was already covered by I<p25854>.
605
606 I<g9cdcb38b> : 'len' magic is called again when pushing into a magical array in non-void context.
607
608 =back
609
610 =head1 EXPORT
611
612 The functions L</wizard>, L</cast>, L</getdata> and L</dispell> are only exported on request.
613 All of them are exported by the tags C<':funcs'> and C<':all'>.
614
615 All the constants are also only exported on request, either individually or by the tags C<':consts'> and C<':all'>.
616
617 =cut
618
619 use base qw<Exporter>;
620
621 our @EXPORT         = ();
622 our %EXPORT_TAGS    = (
623  'funcs' =>  [ qw<wizard cast getdata dispell> ],
624  'consts' => [ qw<
625    MGf_COPY MGf_DUP MGf_LOCAL VMG_UVAR
626    VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN
627    VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID
628    VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID
629    VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR
630    VMG_COMPAT_HASH_DELETE_NOUVAR_VOID
631    VMG_COMPAT_GLOB_GET
632    VMG_PERL_PATCHLEVEL
633    VMG_THREADSAFE VMG_FORKSAFE
634    VMG_OP_INFO_NAME VMG_OP_INFO_OBJECT
635  > ],
636 );
637 our @EXPORT_OK      = map { @$_ } values %EXPORT_TAGS;
638 $EXPORT_TAGS{'all'} = [ @EXPORT_OK ];
639
640 =head1 CAVEATS
641
642 In order to hook hash operations with magic, you need at least perl 5.10.0 (see L</VMG_UVAR>).
643
644 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.
645 You can work around this gotcha by storing a reference to the magic object instead.
646
647 If you define a wizard with a C<free> callback and cast it on itself, it results in a memory cycle, so this destructor will not be called when the wizard is freed.
648
649 =head1 DEPENDENCIES
650
651 L<perl> 5.8.
652
653 A C compiler.
654 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.
655
656 L<Carp> (core since perl 5), L<XSLoader> (since 5.006).
657
658 Copy tests need L<Tie::Array> (core since perl 5.005) and L<Tie::Hash> (since 5.002).
659 Some uvar tests need L<Hash::Util::FieldHash> (since 5.009004).
660 Glob tests need L<Symbol> (since 5.002).
661 Threads tests need L<threads> and L<threads::shared> (both since 5.007003).
662
663 =head1 SEE ALSO
664
665 L<perlguts> and L<perlapi> for internal information about magic.
666
667 L<perltie> and L<overload> for other ways of enhancing objects.
668
669 =head1 AUTHOR
670
671 Vincent Pit, C<< <perl at profvince.com> >>, L<http://www.profvince.com>.
672
673 You can contact me by mail or on C<irc.perl.org> (vincent).
674
675 =head1 BUGS
676
677 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>.
678 I will be notified, and then you'll automatically be notified of progress on your bug as I make changes.
679
680 =head1 SUPPORT
681
682 You can find documentation for this module with the perldoc command.
683
684     perldoc Variable::Magic
685
686 Tests code coverage report is available at L<http://www.profvince.com/perl/cover/Variable-Magic>.
687
688 =head1 COPYRIGHT & LICENSE
689
690 Copyright 2007,2008,2009,2010,2011,2012 Vincent Pit, all rights reserved.
691
692 This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
693 under the same terms as Perl itself.
694
695 =cut
696
697 1; # End of Variable::Magic