lib/fields.pm

   1 package fields;
   2
   3 =head1 NAME
   4
   5 fields - compile-time class fields
   6
   7 =head1 SYNOPSIS
   8
   9     {
  10         package Foo;
  11         use fields qw(foo bar _private);
  12     }
  13     ...
  14     my Foo $var = new Foo;
  15     $var->{foo} = 42;
  16
  17     # This will generate a compile-time error.
  18     $var->{zap} = 42;
  19
  20     {
  21         package Bar;
  22         use base 'Foo';
  23         use fields 'bar';             # hides Foo->{bar}
  24         use fields qw(baz _private);  # not shared with Foo
  25     }
  26
  27 =head1 DESCRIPTION
  28
  29 The C<fields> pragma enables compile-time verified class fields.  It
  30 does so by updating the %FIELDS hash in the calling package.
  31
  32 If a typed lexical variable holding a reference is used to access a
  33 hash element and the %FIELDS hash of the given type exists, then the
  34 operation is turned into an array access at compile time.  The %FIELDS
  35 hash map from hash element names to the array indices.  If the hash
  36 element is not present in the %FIELDS hash, then a compile-time error
  37 is signaled.
  38
  39 Since the %FIELDS hash is used at compile-time, it must be set up at
  40 compile-time too.  This is made easier with the help of the 'fields'
  41 and the 'base' pragma modules.  The 'base' pragma will copy fields
  42 from base classes and the 'fields' pragma adds new fields.  Field
  43 names that start with an underscore character are made private to a
  44 class and are not visible to subclasses.  Inherited fields can be
  45 overridden but will generate a warning if used together with the C<-w>
  46 switch.
  47
  48 The effect of all this is that you can have objects with named fields
  49 which are as compact and as fast arrays to access.  This only works
  50 as long as the objects are accessed through properly typed variables.
  51 For untyped access to work you have to make sure that a reference to
  52 the proper %FIELDS hash is assigned to the 0'th element of the array
  53 object (so that the objects can be treated like an pseudo-hash).  A
  54 constructor like this does the job:
  55
  56   sub new
  57   {
  58       my $class = shift;
  59       no strict 'refs';
  60       my $self = bless [\%{"$class\::FIELDS"], $class;
  61       $self;
  62   }
  63
  64
  65 =head1 SEE ALSO
  66
  67 L<base>,
  68 L<perlref/Pseudo-hashes: Using an array as a hash>
  69
  70 =cut
  71
  72 use strict;
  73 no strict 'refs';
  74 use vars qw(%attr $VERSION);
  75
  76 $VERSION = "0.02";
  77
  78 # some constants
  79 sub _PUBLIC    () { 1 }
  80 sub _PRIVATE   () { 2 }
  81 sub _INHERITED () { 4 }
  82
  83 # The %attr hash holds the attributes of the currently assigned fields
  84 # per class.  The hash is indexed by class names and the hash value is
  85 # an array reference.  The array is indexed with the field numbers
  86 # (minus one) and the values are integer bit masks (or undef).  The
  87 # size of the array also indicate the next field index too assign for
  88 # additional fields in this class.
  89
  90 sub import {
  91     my $class = shift;
  92     my $package = caller(0);
  93     my $fields = \%{"$package\::FIELDS"};
  94     my $fattr = ($attr{$package} ||= []);
  95
  96     foreach my $f (@_) {
  97         if (my $fno = $fields->{$f}) {
  98             require Carp;
  99             if ($fattr->[$fno-1] & _INHERITED) {
 100                 Carp::carp("Hides field '$f' in base class") if $^W;
 101             } else {
 102                 Carp::croak("Field name '$f' already in use");
 103             }
 104         }
 105         $fields->{$f} = @$fattr + 1;
 106         push(@$fattr, ($f =~ /^_/) ? _PRIVATE : _PUBLIC);
 107     }
 108 }
 109
 110 sub inherit  # called by base.pm
 111 {
 112     my($derived, $base) = @_;
 113
 114     if (defined %{"$derived\::FIELDS"}) {
 115          require Carp;
 116          Carp::croak("Inherited %FIELDS can't override existing %FIELDS");
 117     } else {
 118          my $base_fields    = \%{"$base\::FIELDS"};
 119          my $derived_fields = \%{"$derived\::FIELDS"};
 120
 121          $attr{$derived}[@{$attr{$base}}-1] = undef;
 122          while (my($k,$v) = each %$base_fields) {
 123             next if $attr{$base}[$v-1] & _PRIVATE;
 124             $attr{$derived}[$v-1] = _INHERITED;
 125             $derived_fields->{$k} = $v;
 126          }
 127     }
 128
 129 }
 130
 131 sub _dump  # sometimes useful for debugging
 132 {
 133    for my $pkg (sort keys %attr) {
 134       print "\n$pkg";
 135       if (defined @{"$pkg\::ISA"}) {
 136          print " (", join(", ", @{"$pkg\::ISA"}), ")";
 137       }
 138       print "\n";
 139       my $fields = \%{"$pkg\::FIELDS"};
 140       for my $f (sort {$fields->{$a} <=> $fields->{$b}} keys %$fields) {
 141          my $no = $fields->{$f};
 142          print "   $no: $f";
 143          my $fattr = $attr{$pkg}[$no-1];
 144          if (defined $fattr) {
 145             my @a;
 146             push(@a, "public")    if $fattr & _PUBLIC;
 147             push(@a, "private")   if $fattr & _PRIVATE;
 148             push(@a, "inherited") if $fattr & _INHERITED;
 149             print "\t(", join(", ", @a), ")";
 150          }
 151          print "\n";
 152       }
 153    }
 154 }
 155
 156 1;