home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: 10 Tools / 10-Tools.zip / perl501m.zip / pod / perlovl.pod < prev    next >
Text File  |  1995-03-16  |  12KB  |  356 lines

  1. =head1 NAME 
  2.  
  3. perlovl - perl overloading semantics
  4.  
  5. =head1 SYNOPSIS
  6.  
  7.     package SomeThing;
  8.  
  9.     %OVERLOAD = (
  10.     '+' => \&myadd,
  11.     '-' => \&mysub,
  12.     # etc
  13.     );
  14.     ...
  15.  
  16.     package main;
  17.     $a = new SomeThing 57;
  18.     $b=5+$a;
  19.  
  20. =head1 CAVEAT SCRIPTOR
  21.  
  22. Overloading of operators is a subject not to be taken lightly.
  23. Neither its precise implementation, syntax, nor semantics are
  24. 100% endorsed by Larry Wall.  So any of these may be changed 
  25. at some point in the future.
  26.  
  27. =head1 DESCRIPTION
  28.  
  29. =head2 Declaration of overloaded functions
  30.  
  31.     package Number;
  32.     %OVERLOAD = ( 
  33.     "+" => \&add, 
  34.     "*=" => "muas"
  35.     );
  36.  
  37. declares function Number::add() for addition, and method muas() in
  38. the "class" C<Number> (or one of its base classes)
  39. for the assignment form C<*=> of multiplication.  Legal values of this
  40. hash array are values legal inside C<&{ ... }> call, so the name of a
  41. subroutine, a reference to a subroutine, or an anonymous subroutine 
  42. will all work.
  43.  
  44. The subroutine C<$OVERLOAD{"+"}> will be called to execute C<$a+$b> if $a
  45. is a reference to an object blessed into the package C<Number>, or $a is
  46. not an object from a package with defined mathemagic addition, but $b is a
  47. reference to a C<Number>.  It can be called also in other situations, like
  48. C<$a+=7>, or C<$a++>.  See L<MAGIC AUTOGENERATION>.  (Mathemagical
  49. methods refer to methods triggered by an overloaded mathematical
  50. operator.)
  51.  
  52. =head2 Calling Conventions for Binary Operations
  53.  
  54. The functions in C<values %OVERLOAD> are called with three (in one
  55. particular case with four, see L<Last Resort>) arguments.  If the
  56. corresponding operation is binary, then the first two arguments are the
  57. two arguments of the operation.  However, due to general object calling
  58. conventions, the first argument should be always an object in the package,
  59. so in the situation of C<7+$a>, the order of arguments is interchanged.
  60. Most probably it does not matter for implementation of the addition
  61. method, but whether the arguments are reversed is vital for the
  62. subtraction method.  The subroutine can query this information by
  63. examining the third argument, which can take three different values:
  64.  
  65. =over 7
  66.  
  67. =item FALSE
  68.  
  69. the order of arguments is as in the current operation.
  70.  
  71. =item TRUE
  72.  
  73. the arguments are reversed.
  74.  
  75. =item C<undef>
  76.  
  77. the current operation is an assignment variant (as in
  78. C<$a+=7>), but the usual function is called instead.  This additional
  79. information can be used to generate some optimizations.
  80.  
  81. =back
  82.  
  83. =head2 Calling Conventions for Unary Operations
  84.  
  85. Unary operation are considered binary operations with the second
  86. argument being C<undef>.  Thus C<$OVERLOAD{"++"}> is called with
  87. arguments C<($a,undef,'')> when $a++ is executed.
  88.  
  89. =head2 Overloadable Operations
  90.  
  91. The following keys of %OVERLOAD are recognized:
  92.  
  93. =over 5
  94.  
  95. =item * I<Arithmetic operations>
  96.  
  97.     "+", "+=", "-", "-=", "*", "*=", "/", "/=", "%", "%=",
  98.     "**", "**=", "<<", "<<=", ">>", ">>=", "x", "x=", ".", ".=",
  99.  
  100. For these operations a substituted non-assignment variant can be called if
  101. the assignment variant is not available.  Methods for operations "C<+>",
  102. "C<->", "C<+=>", and "C<-=>" can be called to automatically generate
  103. increment and decrement methods.  The operations "C<->" can be used to
  104. autogenerate missing methods for unary minus or C<abs>.
  105.  
  106. =item * I<Comparison operations>
  107.  
  108.     "<",  "<=", ">",  ">=", "==", "!=", "<=>",
  109.     "lt", "le", "gt", "ge", "eq", "ne", "cmp",
  110.  
  111. If the corresponding "spaceship" variant is available, it can be
  112. used to substitute for the missing operation.  During C<sort>ing
  113. arrays, C<cmp> is used to compare values subject to %OVERLOAD.
  114.  
  115. =item * I<Bit operations>
  116.  
  117.     "&", "^", "|", "&=", "^=", "|=", "neg", "!", "~",
  118.  
  119. "C<neg>" stands for unary minus.  If the method for C<neg> is not
  120. specified, it can be autogenerated using on the method for subtraction.
  121.  
  122. =item * I<Increment and decrement>
  123.  
  124.     "++", "--",
  125.  
  126. If undefined, addition and subtraction methods can be
  127. used instead.  These operations are called both in prefix and
  128. postfix form.
  129.  
  130. =item * I<Transcendental functions>
  131.  
  132.     "atan2", "cos", "sin", "exp", "abs", "log", "sqrt",
  133.  
  134. If C<abs> is unavailable, it can be autogenerated using methods
  135. for "<" or "<=>" combined with either unary minus or subtraction.
  136.  
  137. =item * I<Boolean, string and numeric conversion>
  138.  
  139.     "bool", "\"\"", "0+",
  140.  
  141. If one or two of these operations are unavailable, the remaining ones can
  142. be used instead.  C<bool> is used in the flow control operators
  143. (like C<while>) and for the ternary "C<?:>" operation.  These functions can
  144. return any arbitrary Perl value.  If the corresponding operation for this value
  145. is overloaded too, that operation will be called again with this value.
  146.  
  147. =item * I<Special>
  148.  
  149.     "nomethod", "fallback", "=",
  150.  
  151. see L<SPECIAL KEYS OF %OVERLOAD>.
  152.  
  153. =back
  154.  
  155. See L<"Fallback"> for an explanation of when a missing method can be autogenerated.
  156.  
  157. =head1 SPECIAL KEYS OF %OVERLOAD
  158.  
  159. Three keys are recognized by Perl that are not covered by the above
  160. description.
  161.  
  162. =head2  Last Resort
  163.  
  164. C<$OVERLOAD{"nomethod"}> is a reference to a function of four parameters.
  165. If defined, it is called when the overloading mechanism cannot find a
  166. method for some operation.  The first three arguments of this function
  167. coincide with arguments for the corresponding method if it were found, the
  168. fourth argument is the key of %OVERLOAD corresponding to the missing
  169. method.  If several methods are tried, the last one is used.  Say, C<1-$a>
  170. can be equivalent to
  171.  
  172.     &{ $Pack::OVERLOAD{"nomethod"} }($a,1,1,"-").
  173.  
  174. If some operation cannot be resolved, and there is no
  175. C<$OVERLOAD{"nomethod"}>, then an exception will be raised 
  176. via die() -- unless C<$OVERLOAD{"fallback"}> is true. 
  177.  
  178. =head2 Fallback 
  179.  
  180. C<$OVERLOAD{"fallback"}> governs what to do if a method for a particular
  181. operation is not found.  Three different cases are possible depending on
  182. value of C<$OVERLOAD{"fallback"}>:
  183.  
  184. =over 16
  185.  
  186. =item * C<undef>
  187.  
  188. Perl tries to use a
  189. substituted method (see L<MAGIC AUTOGENERATION>).  If this fails, it
  190. then tries to calls C<$OVERLOAD{"nomethod"}>; if missing, an exception
  191. will be raised.
  192.  
  193. =item * TRUE
  194.  
  195. The same as for the C<undef> value, but no exception is raised.  Instead,
  196. it silently reverts to what it would have done were there no %OVERLOAD is
  197. present.
  198.  
  199. =item * defined, but FALSE
  200.  
  201. No autogeneration is tried.  Perl tries to call
  202. C<$OVERLOAD{"nomethod"}>, and if this is missing, raises an exception. 
  203.  
  204. =back
  205.  
  206. =head2 Copy Constructor
  207.  
  208. C<$OVERLOAD{"="}> is a reference to a function with three arguments,
  209. i.e., it looks like a usual value of %OVERLOAD.  This operation
  210. is called in the situations when a mutator is applied to a reference
  211. that shares its object with some other reference, such as
  212.  
  213.     $a=$b; 
  214.     $a++;
  215.  
  216. To make this change to $a and not to change $b, a freshly made copy of
  217. C<$$a> is made, and $a is assigned a reference to this object.  This
  218. operation is executed during C<$a++>, (so before this C<$$a> coincides
  219. with C<$$b>), and only if C<++> is expressed via  C<$OPERATOR{'++'}> or
  220. C<$OPERATOR{'+='}>.  Note that if this operation is expressed via 'C<+>',
  221. i.e., as
  222.  
  223.     $a=$b; 
  224.     $a=$a+1;
  225.  
  226. then C<$$a> and C<$$b> do not appear as lvalues.
  227.  
  228. If the copy constructor is required during execution of some mutator, but
  229. C<$OPERATOR{'='}> is missing, it can be autogenerated as a string
  230. copy if an object of
  231. the package is a plain scalar.
  232.  
  233. =head1 MAGIC AUTOGENERATION
  234.  
  235. If a method for an operation is not found, and C<$OVERLOAD{"fallback"}> is
  236. TRUE or undefined, Perl tries to to autogenerate a substitute method for
  237. the missing operation based on defined operations.  Autogenerated method
  238. substitutions are possible for the following operations:
  239.  
  240. =over 16
  241.  
  242. =item I<Assignment forms of arithmetic operations>
  243.  
  244. C<$a=+$b> can use the C<$OVERLOAD{"+"}> method if C<$OVERLOAD{"+="}>
  245. is not defined.
  246.  
  247. =item I<Conversion operations> 
  248.  
  249. String, numeric, and boolean conversion are calculated in terms of one
  250. another if not all of them are defined.
  251.  
  252. =item I<Increment and decrement>
  253.  
  254. The C<++$a> operation can be expressed in terms of C<$a+=1> or C<$a+1>,
  255. and C<$a--> in terms of C<$a-=1> and C<$a-1>.
  256.  
  257. =item C<abs($a)>
  258.  
  259. can be expressed in terms of C<$aE<lt>0> and C<-$a> (or C<0-$a>).
  260.  
  261. =item I<Unary minus>
  262.  
  263. can be expressed in terms of subtraction.
  264.  
  265. =item I<Concatenation>
  266.  
  267. can be expressed in terms of string conversion.
  268.  
  269. =item I<Comparison operations> 
  270.  
  271. can be expressed in terms of its "spaceship" counterpart: either
  272. C<E<lt>=E<gt>> or C<cmp>:
  273.  
  274.     <, >, <=, >=, ==, !=     in terms of <=>
  275.     lt, gt, le, ge, eq, ne     in terms of cmp
  276.  
  277. =item I<Copy operator>
  278.  
  279. can be expressed in terms of assignment to the dereferenced value, if this
  280. value is scalar but not a reference.
  281.  
  282. =back
  283.  
  284. =head1 WARNING
  285.  
  286. The restriction for the comparison operation is that even if, for example,
  287. `C<cmp>' should return a reference to a blessed object, the
  288. autogenerated `C<lt>'
  289. function will produce only a standard logical value based on the
  290. numerical value of the result of `C<cmp>'.  In particular, a working
  291. numeric conversion is needed in this case (possibly expressed in terms of
  292. other conversions).
  293.  
  294. Similarly, C<.=>  and C<x=> operators lose their mathemagical properties
  295. if the string conversion substitution is applied.
  296.  
  297. When you chop() a mathemagical object, it becomes promoted to a string
  298. first, and its mathemagical qualities is lost.  The same can happen with other
  299. operations as well.
  300.  
  301. =head1 IMPLEMENTATION
  302.  
  303. The table of methods for all operations is cached as a magic for the
  304. symbol table hash of the package.  It is rechecked for changes of
  305. %OVERLOAD and @ISA only during C<bless>ing; so if it is changed
  306. dynamically, you'll need an additional fake C<bless>ing to update the
  307. table.
  308.  
  309. (Every SVish thing has a magic queue, and a magic is an entry in that queue.
  310. This is how a single variable may participate in multiple forms of magic
  311. simultaneously.  For instance, environment variables regularly have two
  312. forms at once: their %ENV magic and their taint magic.)
  313.  
  314. If an object belongs to a package with %OVERLOAD, it carries a special
  315. flag.  Thus the only speed penalty during arithmetic operations without
  316. overload is the check of this flag.
  317.  
  318. In fact, if no %OVERLOAD is ever accessed, there is almost no overhead for
  319. overloadable operations, so most programs should not suffer measurable
  320. performance penalties.  Considerable effort was made minimize overhead
  321. when %OVERLOAD is accessed and the current operation is overloadable but
  322. the arguments in question do not belong to packages with %OVERLOAD.  When
  323. in doubt, test your speed with %OVERLOAD and without it.  So far there
  324. have been no reports of substantial speed degradation if Perl is compiled
  325. with optimization turned on.
  326.  
  327. There is no size penalty for data if there is no %OVERLOAD. 
  328.  
  329. The copying like C<$a=$b> is shallow; however, a one-level-deep
  330. copying is 
  331. carried out before any operation that can imply an assignment to the
  332. object $b (or $a) refers to, like C<$b++>.  You can override this
  333. behavior by defining your copy constructor (see L<"Copy Constructor">).
  334.  
  335. It is expected that arguments to methods that are not explicitly supposed
  336. to be changed are constant (but this is not enforced).
  337.  
  338. =head1 AUTHOR
  339.  
  340. Ilya Zakharevich <F<ilya@math.mps.ohio-state.edu>>.
  341.  
  342. =head1 DIAGNOSTICS
  343.  
  344. When Perl is run with the B<-Do> switch or its equivalent, overloading
  345. induces diagnostic messages.
  346.  
  347. =head1 BUGS
  348.  
  349. Because it's used for overloading, the per-package associative array
  350. %OVERLOAD now has a special meaning in Perl.
  351.  
  352. As shipped, %OVERLOAD is not inherited via the @ISA tree.  A patch for
  353. this is available from the author.
  354.  
  355. This document is confusing.
  356.