home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: 10 Tools / 10-Tools.zip / perl502b.zip / lib / overload.pm < prev    next >
Text File  |  1995-12-11  |  14KB  |  490 lines

  1. package overload;
  2.  
  3. sub OVERLOAD {
  4.   $package = shift;
  5.   my %arg = @_;
  6.   my $hash = \%{$package . "::OVERLOAD"};
  7.   for (keys %arg) {
  8.     $hash->{$_} = $arg{$_};
  9.   }
  10. }
  11.  
  12. sub import {
  13.   $package = (caller())[0];
  14.   # *{$package . "::OVERLOAD"} = \&OVERLOAD;
  15.   shift;
  16.   $package->overload::OVERLOAD(@_);
  17. }
  18.  
  19. sub unimport {
  20.   $package = (caller())[0];
  21.   my $hash = \%{$package . "::OVERLOAD"};
  22.   shift;
  23.   for (@_) {
  24.     delete $hash->{$_};
  25.   }
  26. }
  27.  
  28. sub Overloaded {
  29.   defined ($package = ref $_[0]) and defined %{$package . "::OVERLOAD"};
  30. }
  31.  
  32. sub OverloadedStringify {
  33.   defined ($package = ref $_[0]) and 
  34.     defined %{$package . "::OVERLOAD"} and 
  35.       exists $ {$package . "::OVERLOAD"}{'""'} and
  36.     defined &{$ {$package . "::OVERLOAD"}{'""'}};
  37. }
  38.  
  39. sub Method {
  40.   defined ($package = ref $_[0]) and 
  41.     defined %{$package . "::OVERLOAD"} and 
  42.       $ {$package . "::OVERLOAD"}{$_[1]};
  43. }
  44.  
  45. sub AddrRef {
  46.   $package = ref $_[0];
  47.   bless $_[0], Overload::Fake;    # Non-overloaded package
  48.   my $str = "$_[0]";
  49.   bless $_[0], $package;    # Back
  50.   $str;
  51. }
  52.  
  53. sub StrVal {
  54.   (OverloadedStringify) ?
  55.     (AddrRef) :
  56.     "$_[0]";
  57. }
  58.  
  59. 1;
  60.  
  61. __END__
  62.  
  63. =head1 NAME 
  64.  
  65. overload - Package for overloading perl operations
  66.  
  67. =head1 SYNOPSIS
  68.  
  69.     package SomeThing;
  70.  
  71.     use overload 
  72.     '+' => \&myadd,
  73.     '-' => \&mysub;
  74.     # etc
  75.     ...
  76.  
  77.     package main;
  78.     $a = new SomeThing 57;
  79.     $b=5+$a;
  80.     ...
  81.     if (overload::Overloaded $b) {...}
  82.     ...
  83.     $strval = overload::StrVal $b;
  84.  
  85. =head1 CAVEAT SCRIPTOR
  86.  
  87. Overloading of operators is a subject not to be taken lightly.
  88. Neither its precise implementation, syntax, nor semantics are
  89. 100% endorsed by Larry Wall.  So any of these may be changed 
  90. at some point in the future.
  91.  
  92. =head1 DESCRIPTION
  93.  
  94. =head2 Declaration of overloaded functions
  95.  
  96. The compilation directive
  97.  
  98.     package Number;
  99.     use overload
  100.     "+" => \&add, 
  101.     "*=" => "muas";
  102.  
  103. declares function Number::add() for addition, and method muas() in
  104. the "class" C<Number> (or one of its base classes)
  105. for the assignment form C<*=> of multiplication.  
  106.  
  107. Arguments of this directive come in (key, value) pairs.  Legal values
  108. are values legal inside a C<&{ ... }> call, so the name of a subroutine,
  109. a reference to a subroutine, or an anonymous subroutine will all work.
  110. Legal keys are listed below.
  111.  
  112. The subroutine C<add> will be called to execute C<$a+$b> if $a
  113. is a reference to an object blessed into the package C<Number>, or if $a is
  114. not an object from a package with defined mathemagic addition, but $b is a
  115. reference to a C<Number>.  It can also be called in other situations, like
  116. C<$a+=7>, or C<$a++>.  See L<MAGIC AUTOGENERATION>.  (Mathemagical
  117. methods refer to methods triggered by an overloaded mathematical
  118. operator.)
  119.  
  120. =head2 Calling Conventions for Binary Operations
  121.  
  122. The functions specified in the C<use overload ...> directive are called
  123. with three (in one particular case with four, see L<Last Resort>)
  124. arguments.  If the corresponding operation is binary, then the first
  125. two arguments are the two arguments of the operation.  However, due to
  126. general object calling conventions, the first argument should always be
  127. an object in the package, so in the situation of C<7+$a>, the
  128. order of the arguments is interchanged.  It probably does not matter
  129. when implementing the addition method, but whether the arguments
  130. are reversed is vital to the subtraction method.  The method can
  131. query this information by examining the third argument, which can take
  132. three different values:
  133.  
  134. =over 7
  135.  
  136. =item FALSE
  137.  
  138. the order of arguments is as in the current operation.
  139.  
  140. =item TRUE
  141.  
  142. the arguments are reversed.
  143.  
  144. =item C<undef>
  145.  
  146. the current operation is an assignment variant (as in
  147. C<$a+=7>), but the usual function is called instead.  This additional
  148. information can be used to generate some optimizations.
  149.  
  150. =back
  151.  
  152. =head2 Calling Conventions for Unary Operations
  153.  
  154. Unary operation are considered binary operations with the second
  155. argument being C<undef>.  Thus the functions that overloads C<{"++"}>
  156. is called with arguments C<($a,undef,'')> when $a++ is executed.
  157.  
  158. =head2 Overloadable Operations
  159.  
  160. The following symbols can be specified in C<use overload>:
  161.  
  162. =over 5
  163.  
  164. =item * I<Arithmetic operations>
  165.  
  166.     "+", "+=", "-", "-=", "*", "*=", "/", "/=", "%", "%=",
  167.     "**", "**=", "<<", "<<=", ">>", ">>=", "x", "x=", ".", ".=",
  168.  
  169. For these operations a substituted non-assignment variant can be called if
  170. the assignment variant is not available.  Methods for operations "C<+>",
  171. "C<->", "C<+=>", and "C<-=>" can be called to automatically generate
  172. increment and decrement methods.  The operation "C<->" can be used to
  173. autogenerate missing methods for unary minus or C<abs>.
  174.  
  175. =item * I<Comparison operations>
  176.  
  177.     "<",  "<=", ">",  ">=", "==", "!=", "<=>",
  178.     "lt", "le", "gt", "ge", "eq", "ne", "cmp",
  179.  
  180. If the corresponding "spaceship" variant is available, it can be
  181. used to substitute for the missing operation.  During C<sort>ing
  182. arrays, C<cmp> is used to compare values subject to C<use overload>.
  183.  
  184. =item * I<Bit operations>
  185.  
  186.     "&", "^", "|", "neg", "!", "~",
  187.  
  188. "C<neg>" stands for unary minus.  If the method for C<neg> is not
  189. specified, it can be autogenerated using the method for subtraction.
  190.  
  191. =item * I<Increment and decrement>
  192.  
  193.     "++", "--",
  194.  
  195. If undefined, addition and subtraction methods can be
  196. used instead.  These operations are called both in prefix and
  197. postfix form.
  198.  
  199. =item * I<Transcendental functions>
  200.  
  201.     "atan2", "cos", "sin", "exp", "abs", "log", "sqrt",
  202.  
  203. If C<abs> is unavailable, it can be autogenerated using methods
  204. for "<" or "<=>" combined with either unary minus or subtraction.
  205.  
  206. =item * I<Boolean, string and numeric conversion>
  207.  
  208.     "bool", "\"\"", "0+",
  209.  
  210. If one or two of these operations are unavailable, the remaining ones can
  211. be used instead.  C<bool> is used in the flow control operators
  212. (like C<while>) and for the ternary "C<?:>" operation.  These functions can
  213. return any arbitrary Perl value.  If the corresponding operation for this value
  214. is overloaded too, that operation will be called again with this value.
  215.  
  216. =item * I<Special>
  217.  
  218.     "nomethod", "fallback", "=",
  219.  
  220. see L<SPECIAL SYMBOLS FOR C<use overload>>.
  221.  
  222. =back
  223.  
  224. See L<"Fallback"> for an explanation of when a missing method can be autogenerated.
  225.  
  226. =head1 SPECIAL SYMBOLS FOR C<use overload>
  227.  
  228. Three keys are recognized by Perl that are not covered by the above
  229. description.
  230.  
  231. =head2  Last Resort
  232.  
  233. C<"nomethod"> should be followed by a reference to a function of four
  234. parameters.  If defined, it is called when the overloading mechanism
  235. cannot find a method for some operation.  The first three arguments of
  236. this function coincide with the arguments for the corresponding method if
  237. it were found, the fourth argument is the symbol
  238. corresponding to the missing method.  If several methods are tried,
  239. the last one is used.  Say, C<1-$a> can be equivalent to
  240.  
  241.     &nomethodMethod($a,1,1,"-")
  242.  
  243. if the pair C<"nomethod" =E<gt> "nomethodMethod"> was specified in the
  244. C<use overload> directive.
  245.  
  246. If some operation cannot be resolved, and there is no function
  247. assigned to C<"nomethod">, then an exception will be raised via die()--
  248. unless C<"fallback"> was specified as a key in C<use overload> directive.
  249.  
  250. =head2 Fallback 
  251.  
  252. The key C<"fallback"> governs what to do if a method for a particular
  253. operation is not found.  Three different cases are possible depending on
  254. the value of C<"fallback">:
  255.  
  256. =over 16
  257.  
  258. =item * C<undef>
  259.  
  260. Perl tries to use a
  261. substituted method (see L<MAGIC AUTOGENERATION>).  If this fails, it
  262. then tries to calls C<"nomethod"> value; if missing, an exception
  263. will be raised.
  264.  
  265. =item * TRUE
  266.  
  267. The same as for the C<undef> value, but no exception is raised.  Instead,
  268. it silently reverts to what it would have done were there no C<use overload>
  269. present.
  270.  
  271. =item * defined, but FALSE
  272.  
  273. No autogeneration is tried.  Perl tries to call
  274. C<"nomethod"> value, and if this is missing, raises an exception. 
  275.  
  276. =back
  277.  
  278. =head2 Copy Constructor
  279.  
  280. The value for C<"="> is a reference to a function with three
  281. arguments, i.e., it looks like the other values in C<use
  282. overload>. However, it does not overload the Perl assignment
  283. operator. This would go against Camel hair.
  284.  
  285. This operation is called in the situations when a mutator is applied
  286. to a reference that shares its object with some other reference, such
  287. as
  288.  
  289.     $a=$b; 
  290.     $a++;
  291.  
  292. To make this change $a and not change $b, a copy of C<$$a> is made,
  293. and $a is assigned a reference to this new object.  This operation is
  294. done during execution of the C<$a++>, and not during the assignment,
  295. (so before the increment C<$$a> coincides with C<$$b>).  This is only
  296. done if C<++> is expressed via a method for C<'++'> or C<'+='>.  Note
  297. that if this operation is expressed via C<'+'> a nonmutator, i.e., as
  298. in
  299.  
  300.     $a=$b; 
  301.     $a=$a+1;
  302.  
  303. then C<$a> does not reference a new copy of C<$$a>, since $$a does not
  304. appear as lvalue when the above code is executed.
  305.  
  306. If the copy constructor is required during the execution of some mutator,
  307. but a method for C<'='> was not specified, it can be autogenerated as a
  308. string copy if the object is a plain scalar.
  309.  
  310. =over 5
  311.  
  312. =item B<Example>
  313.  
  314. The actually executed code for 
  315.  
  316.     $a=$b; 
  317.         Something else which does not modify $a or $b....
  318.     ++$a;
  319.  
  320. may be
  321.  
  322.     $a=$b; 
  323.         Something else which does not modify $a or $b....
  324.     $a = $a->clone(undef,"");
  325.         $a->incr(undef,"");
  326.  
  327. if $b was mathemagical, and C<'++'> was overloaded with C<\&incr>,
  328. C<'='> was overloaded with C<\&clone>.
  329.  
  330. =back
  331.  
  332. =head1 MAGIC AUTOGENERATION
  333.  
  334. If a method for an operation is not found, and the value for  C<"fallback"> is
  335. TRUE or undefined, Perl tries to autogenerate a substitute method for
  336. the missing operation based on the defined operations.  Autogenerated method
  337. substitutions are possible for the following operations:
  338.  
  339. =over 16
  340.  
  341. =item I<Assignment forms of arithmetic operations>
  342.  
  343. C<$a+=$b> can use the method for C<"+"> if the method for C<"+=">
  344. is not defined.
  345.  
  346. =item I<Conversion operations> 
  347.  
  348. String, numeric, and boolean conversion are calculated in terms of one
  349. another if not all of them are defined.
  350.  
  351. =item I<Increment and decrement>
  352.  
  353. The C<++$a> operation can be expressed in terms of C<$a+=1> or C<$a+1>,
  354. and C<$a--> in terms of C<$a-=1> and C<$a-1>.
  355.  
  356. =item C<abs($a)>
  357.  
  358. can be expressed in terms of C<$aE<lt>0> and C<-$a> (or C<0-$a>).
  359.  
  360. =item I<Unary minus>
  361.  
  362. can be expressed in terms of subtraction.
  363.  
  364. =item I<Concatenation>
  365.  
  366. can be expressed in terms of string conversion.
  367.  
  368. =item I<Comparison operations> 
  369.  
  370. can be expressed in terms of its "spaceship" counterpart: either
  371. C<E<lt>=E<gt>> or C<cmp>:
  372.  
  373.     <, >, <=, >=, ==, !=     in terms of <=>
  374.     lt, gt, le, ge, eq, ne     in terms of cmp
  375.  
  376. =item I<Copy operator>
  377.  
  378. can be expressed in terms of an assignment to the dereferenced value, if this
  379. value is a scalar and not a reference.
  380.  
  381. =back
  382.  
  383. =head1 WARNING
  384.  
  385. The restriction for the comparison operation is that even if, for example,
  386. `C<cmp>' should return a blessed reference, the autogenerated `C<lt>'
  387. function will produce only a standard logical value based on the
  388. numerical value of the result of `C<cmp>'.  In particular, a working
  389. numeric conversion is needed in this case (possibly expressed in terms of
  390. other conversions).
  391.  
  392. Similarly, C<.=>  and C<x=> operators lose their mathemagical properties
  393. if the string conversion substitution is applied.
  394.  
  395. When you chop() a mathemagical object it is promoted to a string and its
  396. mathemagical properties are lost.  The same can happen with other
  397. operations as well.
  398.  
  399. =head1 Run-time Overloading
  400.  
  401. Since all C<use> directives are executed at compile-time, the only way to
  402. change overloading during run-time is to
  403.  
  404.     eval 'use overload "+" => \&addmethod';
  405.  
  406. You can also use
  407.  
  408.     eval 'no overload "+", "--", "<="';
  409.  
  410. though the use of these constructs during run-time is questionable.
  411.  
  412. =head1 Public functions
  413.  
  414. Package C<overload.pm> provides the following public functions:
  415.  
  416. =over 5
  417.  
  418. =item overload::StrVal(arg)
  419.  
  420. Gives string value of C<arg> as in absence of stringify overloading.
  421.  
  422. =item overload::Overloaded(arg)
  423.  
  424. Returns true if C<arg> is subject to overloading of some operations.
  425.  
  426. =item overload::Method(obj,op)
  427.  
  428. Returns C<undef> or a reference to the method that implements C<op>.
  429.  
  430. =back
  431.  
  432. =head1 IMPLEMENTATION
  433.  
  434. What follows is subject to change RSN.
  435.  
  436. The table of methods for all operations is cached as magic in the
  437. symbol table hash for the package.  The table is rechecked for changes due to
  438. C<use overload>, C<no overload>, and @ISA only during
  439. C<bless>ing; so if they are changed dynamically, you'll need an
  440. additional fake C<bless>ing to update the table.
  441.  
  442. (Every SVish thing has a magic queue, and magic is an entry in that queue.
  443. This is how a single variable may participate in multiple forms of magic
  444. simultaneously.  For instance, environment variables regularly have two
  445. forms at once: their %ENV magic and their taint magic.)
  446.  
  447. If an object belongs to a package using overload, it carries a special
  448. flag.  Thus the only speed penalty during arithmetic operations without
  449. overloading is the checking of this flag.
  450.  
  451. In fact, if C<use overload> is not present, there is almost no overhead for
  452. overloadable operations, so most programs should not suffer measurable
  453. performance penalties.  A considerable effort was made to minimize the overhead
  454. when overload is used and the current operation is overloadable but
  455. the arguments in question do not belong to packages using overload.  When
  456. in doubt, test your speed with C<use overload> and without it.  So far there
  457. have been no reports of substantial speed degradation if Perl is compiled
  458. with optimization turned on.
  459.  
  460. There is no size penalty for data if overload is not used. 
  461.  
  462. Copying (C<$a=$b>) is shallow; however, a one-level-deep copying is 
  463. carried out before any operation that can imply an assignment to the
  464. object $a (or $b) refers to, like C<$a++>.  You can override this
  465. behavior by defining your own copy constructor (see L<"Copy Constructor">).
  466.  
  467. It is expected that arguments to methods that are not explicitly supposed
  468. to be changed are constant (but this is not enforced).
  469.  
  470. =head1 AUTHOR
  471.  
  472. Ilya Zakharevich <F<ilya@math.mps.ohio-state.edu>>.
  473.  
  474. =head1 DIAGNOSTICS
  475.  
  476. When Perl is run with the B<-Do> switch or its equivalent, overloading
  477. induces diagnostic messages.
  478.  
  479. =head1 BUGS
  480.  
  481. Because it is used for overloading, the per-package associative array
  482. %OVERLOAD now has a special meaning in Perl.
  483.  
  484. As shipped, mathemagical properties are not inherited via the @ISA tree.
  485.  
  486. This document is confusing.
  487.  
  488. =cut
  489.  
  490.