]> git.vpit.fr Git - perl/modules/Variable-Magic.git/blob - lib/Variable/Magic.pm
Make sure code examples fit in a 80 columns terminal
[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 0.46
15
16 =cut
17
18 our $VERSION;
19 BEGIN {
20  $VERSION = '0.46';
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      $h{pear} = 1;           # "key pear stored in helem"
51     }
52
53 =head1 DESCRIPTION
54
55 Magic is Perl's way of enhancing variables.
56 This mechanism lets the user add extra data to any variable and hook syntactical operations (such as access, assignment or destruction) that can be applied to it.
57 With this module, you can add your own magic to any variable without having to write a single line of XS.
58
59 You'll realize that these magic variables look a lot like tied variables.
60 It's not surprising, as tied variables are implemented as a special kind of magic, just like any 'irregular' Perl variable : scalars like C<$!>, 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...
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 It isn't copied on assignment.
70
71 You attach it to variables, not values (as for blessed references).
72
73 =item *
74
75 It doesn't replace the original semantics.
76
77 Magic callbacks usually get triggered before the original action takes place, and can't 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 It's 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 It's mostly 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 It's notably faster.
96
97 Mainly because perl's way of handling magic is lighter by nature, and because there's 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 one is triggered 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 is a little special : it is called when the 'size' or the 'length' of the variable has to be known by Perl.
125 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>).
126 The callback has then to return the length 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 one can be considered as an object destructor.
140 It happens when the variable goes out of scope, but not when it is undefined.
141
142 =item *
143
144 C<copy>
145
146 This magic only applies to tied arrays and hashes.
147 It fires when you try to access or change their elements.
148 It is available on your perl iff C<MGf_COPY> is true.
149
150 =item *
151
152 C<dup>
153
154 Invoked when the variable is cloned across threads.
155 Currently not available.
156
157 =item *
158
159 C<local>
160
161 When this magic is set on a variable, all subsequent localizations of the variable will trigger the callback.
162 It is available on your perl iff C<MGf_LOCAL> is true.
163
164 =back
165
166 The following actions only apply to hashes and are available iff L</VMG_UVAR> is true.
167 They are referred to as C<uvar> magics.
168
169 =over 4
170
171 =item *
172
173 C<fetch>
174
175 This magic happens each time an element is fetched from the hash.
176
177 =item *
178
179 C<store>
180
181 This one is called when an element is stored into the hash.
182
183 =item *
184
185 C<exists>
186
187 This magic fires when a key is tested for existence in the hash.
188
189 =item *
190
191 C<delete>
192
193 This last one triggers when a key is deleted in the hash, regardless of whether the key actually exists in it.
194
195 =back
196
197 You can refer to the tests to have more insight of where the different magics are invoked.
198
199 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).
200 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.
201
202 =head1 FUNCTIONS
203
204 =cut
205
206 BEGIN {
207  require XSLoader;
208  XSLoader::load(__PACKAGE__, $VERSION);
209 }
210
211 =head2 C<wizard>
212
213     wizard(
214      data     => sub { ... },
215      get      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
216      set      => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
217      len      => sub {
218       my ($ref, $data, $len [, $op]) = @_; ... ; return $newlen
219      },
220      clear    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
221      free     => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_, ... },
222      copy     => sub { my ($ref, $data, $key, $elt [, $op]) = @_; ... },
223      local    => sub { my ($ref, $data [, $op]) = @_; ... },
224      fetch    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
225      store    => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
226      exists   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
227      delete   => sub { my ($ref, $data, $key [, $op]) = @_; ... },
228      copy_key => $bool,
229      op_info  => [ 0 | VMG_OP_INFO_NAME | VMG_OP_INFO_OBJECT ],
230     )
231
232 This function creates a 'wizard', an opaque type that holds the magic information.
233 It takes a list of keys / values as argument, whose keys can be :
234
235 =over 4
236
237 =item *
238
239 C<data>
240
241 A code (or string) reference to a private data constructor.
242 It is called each time this magic is cast on a variable, and the scalar returned is used as private data storage for it.
243 C<$_[0]> is a reference to the magic object and C<@_[1 .. @_-1]> are all extra arguments that were passed to L</cast>.
244
245 =item *
246
247 C<get>, C<set>, C<len>, C<clear>, C<free>, C<copy>, C<local>, C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
248
249 Code (or string) references to the corresponding magic callbacks.
250 You don't have to specify all of them : the magic associated with undefined entries simply won't be hooked.
251 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).
252
253 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<$num == VMG_OP_INFO_OBJECT>.
254 Both have a performance hit, but just getting the name is lighter than getting the op object.
255
256 Other arguments are specific to the magic hooked :
257
258 =over 8
259
260 =item *
261
262 C<len>
263
264 When the variable is an array or a scalar, C<$_[2]> contains the non-magical length.
265 The callback can return the new scalar or array length to use, or C<undef> to default to the normal length.
266
267 =item *
268
269 C<copy>
270
271 C<$_[2]> is a either a copy or an alias of the current key, which means that it is useless to try to change or cast magic on it.
272 C<$_[3]> is an alias to the current element (i.e. the value).
273
274 =item *
275
276 C<fetch>, C<store>, C<exists> and C<delete>
277
278 C<$_[2]> is an alias to the current key.
279 Nothing prevents you from changing it, but be aware that there lurk dangerous side effects.
280 For example, it may rightfully be readonly if the key was a bareword.
281 You can get a copy instead by passing C<< copy_key => 1 >> to L</wizard>, which allows you to safely assign to C<$_[2]> in order to e.g. redirect the action to another key.
282 This however has a little performance drawback because of the copy.
283
284 =back
285
286 All the callbacks are expected to return an integer, which is passed straight to the perl magic API.
287 However, only the return value of the C<len> callback currently holds a meaning.
288
289 =back
290
291 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.
292
293 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.
294
295 Here's a simple usage example :
296
297     # A simple scalar tracer
298     my $wiz = wizard(
299      get  => sub { print STDERR "got ${$_[0]}\n" },
300      set  => sub { print STDERR "set to ${$_[0]}\n" },
301      free => sub { print STDERR "${$_[0]} was deleted\n" },
302     );
303
304 =cut
305
306 sub wizard {
307  if (@_ % 2) {
308   require Carp;
309   Carp::croak('Wrong number of arguments for wizard()');
310  }
311
312  my %opts = @_;
313
314  my @keys = qw<data op_info get set len clear free>;
315  push @keys, 'copy'  if MGf_COPY;
316  push @keys, 'dup'   if MGf_DUP;
317  push @keys, 'local' if MGf_LOCAL;
318  push @keys, qw<fetch store exists delete copy_key> if VMG_UVAR;
319
320  my ($wiz, $err);
321  {
322   local $@;
323   $wiz = eval { _wizard(map $opts{$_}, @keys) };
324   $err = $@;
325  }
326  if ($err) {
327   $err =~ s/\sat\s+.*?\n//;
328   require Carp;
329   Carp::croak($err);
330  }
331
332  return $wiz;
333 }
334
335 =head2 C<cast>
336
337     cast [$@%&*]var, $wiz, ...
338
339 This function associates C<$wiz> magic to the variable supplied, without overwriting any other kind of magic.
340 It returns true on success or when C<$wiz> magic is already present, and croaks on error.
341 All extra arguments specified after C<$wiz> are passed to the private data constructor in C<@_[1 .. @_-1]>.
342 If the variable isn't a hash, any C<uvar> callback of the wizard is safely ignored.
343
344     # Casts $wiz onto $x, and pass '1' to the data constructor.
345     my $x;
346     cast $x, $wiz, 1;
347
348 The C<var> argument can be an array or hash value.
349 Magic for those behaves like for any other scalar, except that it is dispelled when the entry is deleted from the container.
350 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 :
351
352     use POSIX;
353     cast $ENV{TZ}, wizard set => sub { POSIX::tzset(); () };
354
355 If you want to overcome the possible deletion of the C<'TZ'> entry, you have no choice but to rely on C<store> uvar magic.
356
357 =head2 C<getdata>
358
359     getdata [$@%&*]var, $wiz
360
361 This accessor fetches the private data associated with the magic C<$wiz> in the variable.
362 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.
363
364     # Get the attached data, or undef if the wizard does not attach any.
365     my $data = getdata $x, $wiz;
366
367 =head2 C<dispell>
368
369     dispell [$@%&*]variable, $wiz
370
371 The exact opposite of L</cast> : it dissociates C<$wiz> magic from the variable.
372 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.
373
374     # Dispell now.
375     die 'no such magic in $x' unless dispell $x, $wiz;
376
377 =head1 CONSTANTS
378
379 =head2 C<MGf_COPY>
380
381 Evaluates to true iff the 'copy' magic is available.
382
383 =head2 C<MGf_DUP>
384
385 Evaluates to true iff the 'dup' magic is available.
386
387 =head2 C<MGf_LOCAL>
388
389 Evaluates to true iff the 'local' magic is available.
390
391 =head2 C<VMG_UVAR>
392
393 When this constant is true, you can use the C<fetch,store,exists,delete> callbacks on hashes.
394 Initial VMG_UVAR capability was introduced in perl 5.9.5, with a fully functional implementation
395 shipped with perl 5.10.0.
396
397 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN>
398
399 True for perls that don't call 'len' magic when you push an element in a magical array.
400 Starting from perl 5.11.0, this only refers to pushes in non-void context and hence is false.
401
402 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID>
403
404 True for perls that don't call 'len' magic when you push in void context an element in a magical array.
405
406 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID>
407
408 True for perls that don't call 'len' magic when you unshift in void context an element in a magical array.
409
410 =head2 C<VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR>
411
412 True for perls that call 'clear' magic when undefining magical arrays.
413
414 =head2 C<VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN>
415
416 True for perls that don't call 'len' magic when taking the C<length> of a magical scalar.
417
418 =head2 C<VMG_COMPAT_GLOB_GET>
419
420 True for perls that call 'get' magic for operations on globs.
421
422 =head2 C<VMG_PERL_PATCHLEVEL>
423
424 The perl patchlevel this module was built with, or C<0> for non-debugging perls.
425
426 =head2 C<VMG_THREADSAFE>
427
428 True iff this module could have been built with thread-safety features enabled.
429
430 =head2 C<VMG_FORKSAFE>
431
432 True iff this module could have been built with fork-safety features enabled.
433 This will always be true except on Windows where it's false for perl 5.10.0 and below .
434
435 =head2 C<VMG_OP_INFO_NAME>
436
437 Value to pass with C<op_info> to get the current op name in the magic callbacks.
438
439 =head2 C<VMG_OP_INFO_OBJECT>
440
441 Value to pass with C<op_info> to get a C<B::OP> object representing the current op in the magic callbacks.
442
443 =head1 COOKBOOK
444
445 =head2 Associate an object to any perl variable
446
447 This technique can be useful for passing user data through limited APIs.
448 It is similar to using inside-out objects, but without the drawback of having to implement a complex destructor.
449
450     {
451      package Magical::UserData;
452
453      use Variable::Magic qw<wizard cast getdata>;
454
455      my $wiz = wizard data => sub { \$_[1] };
456
457      sub ud (\[$@%*&]) : lvalue {
458       my ($var) = @_;
459       my $data = &getdata($var, $wiz);
460       unless (defined $data) {
461        $data = \(my $slot);
462        &cast($var, $wiz, $slot)
463                  or die "Couldn't cast UserData magic onto the variable";
464       }
465       $$data;
466      }
467     }
468
469     {
470      BEGIN { *ud = \&Magical::UserData::ud }
471
472      my $cb;
473      $cb = sub { print 'Hello, ', ud(&$cb), "!\n" };
474
475      ud(&$cb) = 'world';
476      $cb->(); # Hello, world!
477     }
478
479 =head2 Recursively cast magic on datastructures
480
481 C<cast> can be called from any magical callback, and in particular from C<data>.
482 This allows you to recursively cast magic on datastructures :
483
484     my $wiz;
485     $wiz = wizard data => sub {
486      my ($var, $depth) = @_;
487      $depth ||= 0;
488      my $r = ref $var;
489      if ($r eq 'ARRAY') {
490       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for @$var;
491      } elsif ($r eq 'HASH') {
492       &cast((ref() ? $_ : \$_), $wiz, $depth + 1) for values %$var;
493      }
494      return $depth;
495     },
496     free => sub {
497      my ($var, $depth) = @_;
498      my $r = ref $var;
499      print "free $r at depth $depth\n";
500      ();
501     };
502
503     {
504      my %h = (
505       a => [ 1, 2 ],
506       b => { c => 3 }
507      );
508      cast %h, $wiz;
509     }
510
511 When C<%h> goes out of scope, this will print something among the lines of :
512
513     free HASH at depth 0
514     free HASH at depth 1
515     free SCALAR at depth 2
516     free ARRAY at depth 1
517     free SCALAR at depth 3
518     free SCALAR at depth 3
519
520 Of course, this example does nothing with the values that are added after the C<cast>.
521
522 =head1 PERL MAGIC HISTORY
523
524 The places where magic is invoked have changed a bit through perl history.
525 Here's a little list of the most recent ones.
526
527 =over 4
528
529 =item *
530
531 B<5.6.x>
532
533 I<p14416> : 'copy' and 'dup' magic.
534
535 =item *
536
537 B<5.8.9>
538
539 I<p28160> : Integration of I<p25854> (see below).
540
541 I<p32542> : Integration of I<p31473> (see below).
542
543 =item *
544
545 B<5.9.3>
546
547 I<p25854> : 'len' magic is no longer called when pushing an element into a magic array.
548
549 I<p26569> : 'local' magic.
550
551 =item *
552
553 B<5.9.5>
554
555 I<p31064> : Meaningful 'uvar' magic.
556
557 I<p31473> : 'clear' magic wasn't invoked when undefining an array.
558 The bug is fixed as of this version.
559
560 =item *
561
562 B<5.10.0>
563
564 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.
565
566 =item *
567
568 B<5.11.x>
569
570 I<p32969> : 'len' magic is no longer invoked when calling C<length> with a magical scalar.
571
572 I<p34908> : 'len' magic is no longer called when pushing / unshifting an element into a magical array in void context.
573 The C<push> part was already covered by I<p25854>.
574
575 I<g9cdcb38b> : 'len' magic is called again when pushing into a magical array in non-void context.
576
577 =back
578
579 =head1 EXPORT
580
581 The functions L</wizard>, L</cast>, L</getdata> and L</dispell> are only exported on request.
582 All of them are exported by the tags C<':funcs'> and C<':all'>.
583
584 All the constants are also only exported on request, either individually or by the tags C<':consts'> and C<':all'>.
585
586 =cut
587
588 use base qw<Exporter>;
589
590 our @EXPORT         = ();
591 our %EXPORT_TAGS    = (
592  'funcs' =>  [ qw<wizard cast getdata dispell> ],
593  'consts' => [ qw<
594    MGf_COPY MGf_DUP MGf_LOCAL VMG_UVAR
595    VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN VMG_COMPAT_ARRAY_PUSH_NOLEN_VOID
596    VMG_COMPAT_ARRAY_UNSHIFT_NOLEN_VOID
597    VMG_COMPAT_ARRAY_UNDEF_CLEAR
598    VMG_COMPAT_SCALAR_LENGTH_NOLEN
599    VMG_COMPAT_GLOB_GET
600    VMG_PERL_PATCHLEVEL
601    VMG_THREADSAFE VMG_FORKSAFE
602    VMG_OP_INFO_NAME VMG_OP_INFO_OBJECT
603  > ],
604 );
605 our @EXPORT_OK      = map { @$_ } values %EXPORT_TAGS;
606 $EXPORT_TAGS{'all'} = [ @EXPORT_OK ];
607
608 =head1 CAVEATS
609
610 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.
611 The only way to address this would be to return a reference.
612
613 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.
614
615 In order to define magic on hash members, you need at least L<perl> 5.10.0 (see L</VMG_UVAR>)
616
617 =head1 DEPENDENCIES
618
619 L<perl> 5.8.
620
621 A C compiler.
622 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.
623
624 L<Carp> (standard since perl 5), L<XSLoader> (standard since perl 5.006).
625
626 Copy tests need L<Tie::Array> (standard since perl 5.005) and L<Tie::Hash> (since 5.002).
627
628 Some uvar tests need L<Hash::Util::FieldHash> (standard since perl 5.009004).
629
630 Glob tests need L<Symbol> (standard since perl 5.002).
631
632 Threads tests need L<threads> and L<threads::shared>.
633
634 =head1 SEE ALSO
635
636 L<perlguts> and L<perlapi> for internal information about magic.
637
638 L<perltie> and L<overload> for other ways of enhancing objects.
639
640 =head1 AUTHOR
641
642 Vincent Pit, C<< <perl at profvince.com> >>, L<http://www.profvince.com>.
643
644 You can contact me by mail or on C<irc.perl.org> (vincent).
645
646 =head1 BUGS
647
648 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.
649
650 =head1 SUPPORT
651
652 You can find documentation for this module with the perldoc command.
653
654     perldoc Variable::Magic
655
656 Tests code coverage report is available at L<http://www.profvince.com/perl/cover/Variable-Magic>.
657
658 =head1 COPYRIGHT & LICENSE
659
660 Copyright 2007,2008,2009,2010,2011 Vincent Pit, all rights reserved.
661
662 This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
663 under the same terms as Perl itself.
664
665 =cut
666
667 1; # End of Variable::Magic