home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: 10 Tools / 10-Tools.zip / perl_pod.zip / perlref.pod < prev    next >
Text File  |  1997-11-25  |  19KB  |  518 lines

  1. =head1 NAME
  2.  
  3. perlref - Perl references and nested data structures
  4.  
  5. =head1 DESCRIPTION
  6.  
  7. Before release 5 of Perl it was difficult to represent complex data
  8. structures, because all references had to be symbolic, and even that was
  9. difficult to do when you wanted to refer to a variable rather than a
  10. symbol table entry.  Perl not only makes it easier to use symbolic
  11. references to variables, but lets you have "hard" references to any piece
  12. of data.  Any scalar may hold a hard reference.  Because arrays and hashes
  13. contain scalars, you can now easily build arrays of arrays, arrays of
  14. hashes, hashes of arrays, arrays of hashes of functions, and so on.
  15.  
  16. Hard references are smart--they keep track of reference counts for you,
  17. automatically freeing the thing referred to when its reference count goes
  18. to zero.  (Note: The reference counts for values in self-referential or
  19. cyclic data structures may not go to zero without a little help; see
  20. L<perlobj/"Two-Phased Garbage Collection"> for a detailed explanation.
  21. If that thing happens to be an object, the object is destructed.  See
  22. L<perlobj> for more about objects.  (In a sense, everything in Perl is an
  23. object, but we usually reserve the word for references to objects that
  24. have been officially "blessed" into a class package.)
  25.  
  26. Symbolic references are names of variables or other objects, just as a
  27. symbolic link in a Unix filesystem contains merely the name of a file.
  28. The C<*glob> notation is a kind of symbolic reference.  (Symbolic
  29. references are sometimes called "soft references", but please don't call
  30. them that; references are confusing enough without useless synonyms.)
  31.  
  32. In contrast, hard references are more like hard links in a Unix file
  33. system: They are used to access an underlying object without concern for
  34. what its (other) name is.  When the word "reference" is used without an
  35. adjective, like in the following paragraph, it usually is talking about a
  36. hard reference.
  37.  
  38. References are easy to use in Perl.  There is just one overriding
  39. principle: Perl does no implicit referencing or dereferencing.  When a
  40. scalar is holding a reference, it always behaves as a simple scalar.  It
  41. doesn't magically start being an array or hash or subroutine; you have to
  42. tell it explicitly to do so, by dereferencing it.
  43.  
  44. References can be constructed in several ways.
  45.  
  46. =over 4
  47.  
  48. =item 1.
  49.  
  50. By using the backslash operator on a variable, subroutine, or value.
  51. (This works much like the & (address-of) operator in C.)  Note
  52. that this typically creates I<ANOTHER> reference to a variable, because
  53. there's already a reference to the variable in the symbol table.  But
  54. the symbol table reference might go away, and you'll still have the
  55. reference that the backslash returned.  Here are some examples:
  56.  
  57.     $scalarref = \$foo;
  58.     $arrayref  = \@ARGV;
  59.     $hashref   = \%ENV;
  60.     $coderef   = \&handler;
  61.     $globref   = \*foo;
  62.  
  63. It isn't possible to create a true reference to an IO handle (filehandle or
  64. dirhandle) using the backslash operator.  See the explanation of the
  65. *foo{THING} syntax below.  (However, you're apt to find Perl code
  66. out there using globrefs as though they were IO handles, which is
  67. grandfathered into continued functioning.)
  68.  
  69. =item 2.
  70.  
  71. A reference to an anonymous array can be constructed using square
  72. brackets:
  73.  
  74.     $arrayref = [1, 2, ['a', 'b', 'c']];
  75.  
  76. Here we've constructed a reference to an anonymous array of three elements
  77. whose final element is itself a reference to another anonymous array of three
  78. elements.  (The multidimensional syntax described later can be used to
  79. access this.  For example, after the above, C<$arrayref-E<gt>[2][1]> would have
  80. the value "b".)
  81.  
  82. Note that taking a reference to an enumerated list is not the same
  83. as using square brackets--instead it's the same as creating
  84. a list of references!
  85.  
  86.     @list = (\$a, \@b, \%c);
  87.     @list = \($a, @b, %c);    # same thing!
  88.  
  89. As a special case, C<\(@foo)> returns a list of references to the contents
  90. of C<@foo>, not a reference to C<@foo> itself.  Likewise for C<%foo>.
  91.  
  92. =item 3.
  93.  
  94. A reference to an anonymous hash can be constructed using curly
  95. brackets:
  96.  
  97.     $hashref = {
  98.     'Adam'  => 'Eve',
  99.     'Clyde' => 'Bonnie',
  100.     };
  101.  
  102. Anonymous hash and array constructors can be intermixed freely to
  103. produce as complicated a structure as you want.  The multidimensional
  104. syntax described below works for these too.  The values above are
  105. literals, but variables and expressions would work just as well, because
  106. assignment operators in Perl (even within local() or my()) are executable
  107. statements, not compile-time declarations.
  108.  
  109. Because curly brackets (braces) are used for several other things
  110. including BLOCKs, you may occasionally have to disambiguate braces at the
  111. beginning of a statement by putting a C<+> or a C<return> in front so
  112. that Perl realizes the opening brace isn't starting a BLOCK.  The economy and
  113. mnemonic value of using curlies is deemed worth this occasional extra
  114. hassle.
  115.  
  116. For example, if you wanted a function to make a new hash and return a
  117. reference to it, you have these options:
  118.  
  119.     sub hashem {        { @_ } }   # silently wrong
  120.     sub hashem {       +{ @_ } }   # ok
  121.     sub hashem { return { @_ } }   # ok
  122.  
  123. =item 4.
  124.  
  125. A reference to an anonymous subroutine can be constructed by using
  126. C<sub> without a subname:
  127.  
  128.     $coderef = sub { print "Boink!\n" };
  129.  
  130. Note the presence of the semicolon.  Except for the fact that the code
  131. inside isn't executed immediately, a C<sub {}> is not so much a
  132. declaration as it is an operator, like C<do{}> or C<eval{}>.  (However, no
  133. matter how many times you execute that line (unless you're in an
  134. C<eval("...")>), C<$coderef> will still have a reference to the I<SAME>
  135. anonymous subroutine.)
  136.  
  137. Anonymous subroutines act as closures with respect to my() variables,
  138. that is, variables visible lexically within the current scope.  Closure
  139. is a notion out of the Lisp world that says if you define an anonymous
  140. function in a particular lexical context, it pretends to run in that
  141. context even when it's called outside of the context.
  142.  
  143. In human terms, it's a funny way of passing arguments to a subroutine when
  144. you define it as well as when you call it.  It's useful for setting up
  145. little bits of code to run later, such as callbacks.  You can even
  146. do object-oriented stuff with it, though Perl already provides a different
  147. mechanism to do that--see L<perlobj>.
  148.  
  149. You can also think of closure as a way to write a subroutine template without
  150. using eval.  (In fact, in version 5.000, eval was the I<only> way to get
  151. closures.  You may wish to use "require 5.001" if you use closures.)
  152.  
  153. Here's a small example of how closures works:
  154.  
  155.     sub newprint {
  156.     my $x = shift;
  157.     return sub { my $y = shift; print "$x, $y!\n"; };
  158.     }
  159.     $h = newprint("Howdy");
  160.     $g = newprint("Greetings");
  161.  
  162.     # Time passes...
  163.  
  164.     &$h("world");
  165.     &$g("earthlings");
  166.  
  167. This prints
  168.  
  169.     Howdy, world!
  170.     Greetings, earthlings!
  171.  
  172. Note particularly that $x continues to refer to the value passed into
  173. newprint() I<despite> the fact that the "my $x" has seemingly gone out of
  174. scope by the time the anonymous subroutine runs.  That's what closure
  175. is all about.
  176.  
  177. This applies to only lexical variables, by the way.  Dynamic variables
  178. continue to work as they have always worked.  Closure is not something
  179. that most Perl programmers need trouble themselves about to begin with.
  180.  
  181. =item 5.
  182.  
  183. References are often returned by special subroutines called constructors.
  184. Perl objects are just references to a special kind of object that happens to know
  185. which package it's associated with.  Constructors are just special
  186. subroutines that know how to create that association.  They do so by
  187. starting with an ordinary reference, and it remains an ordinary reference
  188. even while it's also being an object.  Constructors are customarily
  189. named new(), but don't have to be:
  190.  
  191.     $objref = new Doggie (Tail => 'short', Ears => 'long');
  192.  
  193. =item 6.
  194.  
  195. References of the appropriate type can spring into existence if you
  196. dereference them in a context that assumes they exist.  Because we haven't
  197. talked about dereferencing yet, we can't show you any examples yet.
  198.  
  199. =item 7.
  200.  
  201. A reference can be created by using a special syntax, lovingly known as
  202. the *foo{THING} syntax.  *foo{THING} returns a reference to the THING
  203. slot in *foo (which is the symbol table entry which holds everything
  204. known as foo).
  205.  
  206.     $scalarref = *foo{SCALAR};
  207.     $arrayref  = *ARGV{ARRAY};
  208.     $hashref   = *ENV{HASH};
  209.     $coderef   = *handler{CODE};
  210.     $ioref     = *STDIN{IO};
  211.     $globref   = *foo{GLOB};
  212.  
  213. All of these are self-explanatory except for *foo{IO}.  It returns the
  214. IO handle, used for file handles (L<perlfunc/open>), sockets
  215. (L<perlfunc/socket> and L<perlfunc/socketpair>), and directory handles
  216. (L<perlfunc/opendir>).  For compatibility with previous versions of
  217. Perl, *foo{FILEHANDLE} is a synonym for *foo{IO}.
  218.  
  219. *foo{THING} returns undef if that particular THING hasn't been used yet,
  220. except in the case of scalars.  *foo{SCALAR} returns a reference to an
  221. anonymous scalar if $foo hasn't been used yet.  This might change in a
  222. future release.
  223.  
  224. The use of *foo{IO} is the best way to pass bareword filehandles into or
  225. out of subroutines, or to store them in larger data structures.
  226.  
  227.     splutter(*STDOUT{IO});
  228.     sub splutter {
  229.     my $fh = shift;
  230.     print $fh "her um well a hmmm\n";
  231.     }
  232.  
  233.     $rec = get_rec(*STDIN{IO});
  234.     sub get_rec {
  235.     my $fh = shift;
  236.     return scalar <$fh>;
  237.     }
  238.  
  239. Beware, though, that you can't do this with a routine which is going to
  240. open the filehandle for you, because *HANDLE{IO} will be undef if HANDLE
  241. hasn't been used yet.  Use \*HANDLE for that sort of thing instead.
  242.  
  243. Using \*HANDLE (or *HANDLE) is another way to use and store non-bareword
  244. filehandles (before perl version 5.002 it was the only way).  The two
  245. methods are largely interchangeable, you can do
  246.  
  247.     splutter(\*STDOUT);
  248.     $rec = get_rec(\*STDIN);
  249.  
  250. with the above subroutine definitions.
  251.  
  252. =back
  253.  
  254. That's it for creating references.  By now you're probably dying to
  255. know how to use references to get back to your long-lost data.  There
  256. are several basic methods.
  257.  
  258. =over 4
  259.  
  260. =item 1.
  261.  
  262. Anywhere you'd put an identifier (or chain of identifiers) as part
  263. of a variable or subroutine name, you can replace the identifier with
  264. a simple scalar variable containing a reference of the correct type:
  265.  
  266.     $bar = $$scalarref;
  267.     push(@$arrayref, $filename);
  268.     $$arrayref[0] = "January";
  269.     $$hashref{"KEY"} = "VALUE";
  270.     &$coderef(1,2,3);
  271.     print $globref "output\n";
  272.  
  273. It's important to understand that we are specifically I<NOT> dereferencing
  274. C<$arrayref[0]> or C<$hashref{"KEY"}> there.  The dereference of the
  275. scalar variable happens I<BEFORE> it does any key lookups.  Anything more
  276. complicated than a simple scalar variable must use methods 2 or 3 below.
  277. However, a "simple scalar" includes an identifier that itself uses method
  278. 1 recursively.  Therefore, the following prints "howdy".
  279.  
  280.     $refrefref = \\\"howdy";
  281.     print $$$$refrefref;
  282.  
  283. =item 2.
  284.  
  285. Anywhere you'd put an identifier (or chain of identifiers) as part of a
  286. variable or subroutine name, you can replace the identifier with a
  287. BLOCK returning a reference of the correct type.  In other words, the
  288. previous examples could be written like this:
  289.  
  290.     $bar = ${$scalarref};
  291.     push(@{$arrayref}, $filename);
  292.     ${$arrayref}[0] = "January";
  293.     ${$hashref}{"KEY"} = "VALUE";
  294.     &{$coderef}(1,2,3);
  295.     $globref->print("output\n");  # iff IO::Handle is loaded
  296.  
  297. Admittedly, it's a little silly to use the curlies in this case, but
  298. the BLOCK can contain any arbitrary expression, in particular,
  299. subscripted expressions:
  300.  
  301.     &{ $dispatch{$index} }(1,2,3);    # call correct routine
  302.  
  303. Because of being able to omit the curlies for the simple case of C<$$x>,
  304. people often make the mistake of viewing the dereferencing symbols as
  305. proper operators, and wonder about their precedence.  If they were,
  306. though, you could use parentheses instead of braces.  That's not the case.
  307. Consider the difference below; case 0 is a short-hand version of case 1,
  308. I<NOT> case 2:
  309.  
  310.     $$hashref{"KEY"}   = "VALUE";    # CASE 0
  311.     ${$hashref}{"KEY"} = "VALUE";    # CASE 1
  312.     ${$hashref{"KEY"}} = "VALUE";    # CASE 2
  313.     ${$hashref->{"KEY"}} = "VALUE";    # CASE 3
  314.  
  315. Case 2 is also deceptive in that you're accessing a variable
  316. called %hashref, not dereferencing through $hashref to the hash
  317. it's presumably referencing.  That would be case 3.
  318.  
  319. =item 3.
  320.  
  321. Subroutine calls and lookups of individual array elements arise often
  322. enough that it gets cumbersome to use method 2.  As a form of
  323. syntactic sugar, the examples for method 2 may be written:
  324.  
  325.     $arrayref->[0] = "January";   # Array element
  326.     $hashref->{"KEY"} = "VALUE";  # Hash element
  327.     $coderef->(1,2,3);            # Subroutine call
  328.  
  329. The left side of the arrow can be any expression returning a reference,
  330. including a previous dereference.  Note that C<$array[$x]> is I<NOT> the
  331. same thing as C<$array-E<gt>[$x]> here:
  332.  
  333.     $array[$x]->{"foo"}->[0] = "January";
  334.  
  335. This is one of the cases we mentioned earlier in which references could
  336. spring into existence when in an lvalue context.  Before this
  337. statement, C<$array[$x]> may have been undefined.  If so, it's
  338. automatically defined with a hash reference so that we can look up
  339. C<{"foo"}> in it.  Likewise C<$array[$x]-E<gt>{"foo"}> will automatically get
  340. defined with an array reference so that we can look up C<[0]> in it.
  341.  
  342. One more thing here.  The arrow is optional I<BETWEEN> brackets
  343. subscripts, so you can shrink the above down to
  344.  
  345.     $array[$x]{"foo"}[0] = "January";
  346.  
  347. Which, in the degenerate case of using only ordinary arrays, gives you
  348. multidimensional arrays just like C's:
  349.  
  350.     $score[$x][$y][$z] += 42;
  351.  
  352. Well, okay, not entirely like C's arrays, actually.  C doesn't know how
  353. to grow its arrays on demand.  Perl does.
  354.  
  355. =item 4.
  356.  
  357. If a reference happens to be a reference to an object, then there are
  358. probably methods to access the things referred to, and you should probably
  359. stick to those methods unless you're in the class package that defines the
  360. object's methods.  In other words, be nice, and don't violate the object's
  361. encapsulation without a very good reason.  Perl does not enforce
  362. encapsulation.  We are not totalitarians here.  We do expect some basic
  363. civility though.
  364.  
  365. =back
  366.  
  367. The ref() operator may be used to determine what type of thing the
  368. reference is pointing to.  See L<perlfunc>.
  369.  
  370. The bless() operator may be used to associate a reference with a package
  371. functioning as an object class.  See L<perlobj>.
  372.  
  373. A typeglob may be dereferenced the same way a reference can, because
  374. the dereference syntax always indicates the kind of reference desired.
  375. So C<${*foo}> and C<${\$foo}> both indicate the same scalar variable.
  376.  
  377. Here's a trick for interpolating a subroutine call into a string:
  378.  
  379.     print "My sub returned @{[mysub(1,2,3)]} that time.\n";
  380.  
  381. The way it works is that when the C<@{...}> is seen in the double-quoted
  382. string, it's evaluated as a block.  The block creates a reference to an
  383. anonymous array containing the results of the call to C<mysub(1,2,3)>.  So
  384. the whole block returns a reference to an array, which is then
  385. dereferenced by C<@{...}> and stuck into the double-quoted string. This
  386. chicanery is also useful for arbitrary expressions:
  387.  
  388.     print "That yields @{[$n + 5]} widgets\n";
  389.  
  390. =head2 Symbolic references
  391.  
  392. We said that references spring into existence as necessary if they are
  393. undefined, but we didn't say what happens if a value used as a
  394. reference is already defined, but I<ISN'T> a hard reference.  If you
  395. use it as a reference in this case, it'll be treated as a symbolic
  396. reference.  That is, the value of the scalar is taken to be the I<NAME>
  397. of a variable, rather than a direct link to a (possibly) anonymous
  398. value.
  399.  
  400. People frequently expect it to work like this.  So it does.
  401.  
  402.     $name = "foo";
  403.     $$name = 1;            # Sets $foo
  404.     ${$name} = 2;        # Sets $foo
  405.     ${$name x 2} = 3;        # Sets $foofoo
  406.     $name->[0] = 4;        # Sets $foo[0]
  407.     @$name = ();        # Clears @foo
  408.     &$name();            # Calls &foo() (as in Perl 4)
  409.     $pack = "THAT";
  410.     ${"${pack}::$name"} = 5;    # Sets $THAT::foo without eval
  411.  
  412. This is very powerful, and slightly dangerous, in that it's possible
  413. to intend (with the utmost sincerity) to use a hard reference, and
  414. accidentally use a symbolic reference instead.  To protect against
  415. that, you can say
  416.  
  417.     use strict 'refs';
  418.  
  419. and then only hard references will be allowed for the rest of the enclosing
  420. block.  An inner block may countermand that with
  421.  
  422.     no strict 'refs';
  423.  
  424. Only package variables are visible to symbolic references.  Lexical
  425. variables (declared with my()) aren't in a symbol table, and thus are
  426. invisible to this mechanism.  For example:
  427.  
  428.     local($value) = 10;
  429.     $ref = \$value;
  430.     {
  431.     my $value = 20;
  432.     print $$ref;
  433.     }
  434.  
  435. This will still print 10, not 20.  Remember that local() affects package
  436. variables, which are all "global" to the package.
  437.  
  438. =head2 Not-so-symbolic references
  439.  
  440. A new feature contributing to readability in perl version 5.001 is that the
  441. brackets around a symbolic reference behave more like quotes, just as they
  442. always have within a string.  That is,
  443.  
  444.     $push = "pop on ";
  445.     print "${push}over";
  446.  
  447. has always meant to print "pop on over", despite the fact that push is
  448. a reserved word.  This has been generalized to work the same outside
  449. of quotes, so that
  450.  
  451.     print ${push} . "over";
  452.  
  453. and even
  454.  
  455.     print ${ push } . "over";
  456.  
  457. will have the same effect.  (This would have been a syntax error in
  458. Perl 5.000, though Perl 4 allowed it in the spaceless form.)  Note that this
  459. construct is I<not> considered to be a symbolic reference when you're
  460. using strict refs:
  461.  
  462.     use strict 'refs';
  463.     ${ bareword };    # Okay, means $bareword.
  464.     ${ "bareword" };    # Error, symbolic reference.
  465.  
  466. Similarly, because of all the subscripting that is done using single
  467. words, we've applied the same rule to any bareword that is used for
  468. subscripting a hash.  So now, instead of writing
  469.  
  470.     $array{ "aaa" }{ "bbb" }{ "ccc" }
  471.  
  472. you can write just
  473.  
  474.     $array{ aaa }{ bbb }{ ccc }
  475.  
  476. and not worry about whether the subscripts are reserved words.  In the
  477. rare event that you do wish to do something like
  478.  
  479.     $array{ shift }
  480.  
  481. you can force interpretation as a reserved word by adding anything that
  482. makes it more than a bareword:
  483.  
  484.     $array{ shift() }
  485.     $array{ +shift }
  486.     $array{ shift @_ }
  487.  
  488. The B<-w> switch will warn you if it interprets a reserved word as a string.
  489. But it will no longer warn you about using lowercase words, because the
  490. string is effectively quoted.
  491.  
  492. =head1 WARNING
  493.  
  494. You may not (usefully) use a reference as the key to a hash.  It will be
  495. converted into a string:
  496.  
  497.     $x{ \$a } = $a;
  498.  
  499. If you try to dereference the key, it won't do a hard dereference, and
  500. you won't accomplish what you're attempting.  You might want to do something
  501. more like
  502.  
  503.     $r = \@a;
  504.     $x{ $r } = $r;
  505.  
  506. And then at least you can use the values(), which will be
  507. real refs, instead of the keys(), which won't.
  508.  
  509. =head1 SEE ALSO
  510.  
  511. Besides the obvious documents, source code can be instructive.
  512. Some rather pathological examples of the use of references can be found
  513. in the F<t/op/ref.t> regression test in the Perl source directory.
  514.  
  515. See also L<perldsc> and L<perllol> for how to use references to create
  516. complex data structures, and L<perlobj> for how to use them to create
  517. objects.
  518.