collapse threading doc changes as suggested by Nicholas, adding in notes on the addit...
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlintro.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlintro -- a brief introduction and overview of Perl
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 This document is intended to give you a quick overview of the Perl
8 programming language, along with pointers to further documentation.  It
9 is intended as a "bootstrap" guide for those who are new to the
10 language, and provides just enough information for you to be able to
11 read other peoples' Perl and understand roughly what it's doing, or
12 write your own simple scripts.
13
14 This introductory document does not aim to be complete.  It does not
15 even aim to be entirely accurate.  In some cases perfection has been
16 sacrificed in the goal of getting the general idea across.  You are
17 I<strongly> advised to follow this introduction with more information
18 from the full Perl manual, the table of contents to which can be found
19 in L<perltoc>.
20
21 Throughout this document you'll see references to other parts of the
22 Perl documentation.  You can read that documentation using the C<perldoc>
23 command or whatever method you're using to read this document.
24
25 =head2 What is Perl?
26
27 Perl is a general-purpose programming language originally developed for
28 text manipulation and now used for a wide range of tasks including
29 system administration, web development, network programming, GUI
30 development, and more.
31
32 The language is intended to be practical (easy to use, efficient,
33 complete) rather than beautiful (tiny, elegant, minimal).  Its major
34 features are that it's easy to use, supports both procedural and
35 object-oriented (OO) programming, has powerful built-in support for text
36 processing, and has one of the world's most impressive collections of
37 third-party modules.
38
39 Different definitions of Perl are given in L<perl>, L<perlfaq1> and
40 no doubt other places.  From this we can determine that Perl is different
41 things to different people, but that lots of people think it's at least
42 worth writing about.
43
44 =head2 Running Perl programs
45
46 To run a Perl program from the Unix command line:
47
48     perl progname.pl
49
50 Alternatively, put this as the first line of your script:
51
52     #!/usr/bin/env perl
53
54 ... and run the script as C</path/to/script.pl>.  Of course, it'll need
55 to be executable first, so C<chmod 755 script.pl> (under Unix).
56
57 (This start line assumes you have the B<env> program. You can also put
58 directly the path to your perl executable, like in C<#!/usr/bin/perl>).
59
60 For more information, including instructions for other platforms such as
61 Windows and Mac OS, read L<perlrun>.
62
63 =head2 Safety net
64
65 Perl by default is very forgiving. In order to make it more robust
66 it is recommended to start every program with the following lines:
67
68     #!/usr/bin/perl
69     use strict;
70     use warnings;
71
72 The two additional lines request from perl to catch various common
73 problems in your code. They check different things so you need both. A
74 potential problem caught by C<use strict;> will cause your code to stop
75 immediately when it is encountered, while C<use warnings;> will merely
76 give a warning (like the command-line switch B<-w>) and let your code run.
77 To read more about them check their respective manual pages at L<strict>
78 and L<warnings>.
79
80 =head2 Basic syntax overview
81
82 A Perl script or program consists of one or more statements.  These
83 statements are simply written in the script in a straightforward
84 fashion.  There is no need to have a C<main()> function or anything of
85 that kind.
86
87 Perl statements end in a semi-colon:
88
89     print "Hello, world";
90
91 Comments start with a hash symbol and run to the end of the line
92
93     # This is a comment
94
95 Whitespace is irrelevant:
96
97     print
98         "Hello, world"
99         ;
100
101 ... except inside quoted strings:
102
103     # this would print with a linebreak in the middle
104     print "Hello
105     world";
106
107 Double quotes or single quotes may be used around literal strings:
108
109     print "Hello, world";
110     print 'Hello, world';
111
112 However, only double quotes "interpolate" variables and special
113 characters such as newlines (C<\n>):
114
115     print "Hello, $name\n";     # works fine
116     print 'Hello, $name\n';     # prints $name\n literally
117
118 Numbers don't need quotes around them:
119
120     print 42;
121
122 You can use parentheses for functions' arguments or omit them
123 according to your personal taste.  They are only required
124 occasionally to clarify issues of precedence.
125
126     print("Hello, world\n");
127     print "Hello, world\n";
128
129 More detailed information about Perl syntax can be found in L<perlsyn>.
130
131 =head2 Perl variable types
132
133 Perl has three main variable types: scalars, arrays, and hashes.
134
135 =over 4
136
137 =item Scalars
138
139 A scalar represents a single value:
140
141     my $animal = "camel";
142     my $answer = 42;
143
144 Scalar values can be strings, integers or floating point numbers, and Perl
145 will automatically convert between them as required.  There is no need
146 to pre-declare your variable types, but you have to declare them using
147 the C<my> keyword the first time you use them. (This is one of the
148 requirements of C<use strict;>.)
149
150 Scalar values can be used in various ways:
151
152     print $animal;
153     print "The animal is $animal\n";
154     print "The square of $answer is ", $answer * $answer, "\n";
155
156 There are a number of "magic" scalars with names that look like
157 punctuation or line noise.  These special variables are used for all
158 kinds of purposes, and are documented in L<perlvar>.  The only one you
159 need to know about for now is C<$_> which is the "default variable".
160 It's used as the default argument to a number of functions in Perl, and
161 it's set implicitly by certain looping constructs.
162
163     print;          # prints contents of $_ by default
164
165 =item Arrays
166
167 An array represents a list of values:
168
169     my @animals = ("camel", "llama", "owl");
170     my @numbers = (23, 42, 69);
171     my @mixed   = ("camel", 42, 1.23);
172
173 Arrays are zero-indexed.  Here's how you get at elements in an array:
174
175     print $animals[0];              # prints "camel"
176     print $animals[1];              # prints "llama"
177
178 The special variable C<$#array> tells you the index of the last element
179 of an array:
180
181     print $mixed[$#mixed];       # last element, prints 1.23
182
183 You might be tempted to use C<$#array + 1> to tell you how many items there
184 are in an array.  Don't bother.  As it happens, using C<@array> where Perl
185 expects to find a scalar value ("in scalar context") will give you the number
186 of elements in the array:
187
188     if (@animals < 5) { ... }
189
190 The elements we're getting from the array start with a C<$> because
191 we're getting just a single value out of the array; you ask for a scalar,
192 you get a scalar.
193
194 To get multiple values from an array:
195
196     @animals[0,1];                  # gives ("camel", "llama");
197     @animals[0..2];                 # gives ("camel", "llama", "owl");
198     @animals[1..$#animals];         # gives all except the first element
199
200 This is called an "array slice".
201
202 You can do various useful things to lists:
203
204     my @sorted    = sort @animals;
205     my @backwards = reverse @numbers;
206
207 There are a couple of special arrays too, such as C<@ARGV> (the command
208 line arguments to your script) and C<@_> (the arguments passed to a
209 subroutine).  These are documented in L<perlvar>.
210
211 =item Hashes
212
213 A hash represents a set of key/value pairs:
214
215     my %fruit_color = ("apple", "red", "banana", "yellow");
216
217 You can use whitespace and the C<< => >> operator to lay them out more
218 nicely:
219
220     my %fruit_color = (
221         apple  => "red",
222         banana => "yellow",
223     );
224
225 To get at hash elements:
226
227     $fruit_color{"apple"};           # gives "red"
228
229 You can get at lists of keys and values with C<keys()> and
230 C<values()>.
231
232     my @fruits = keys %fruit_colors;
233     my @colors = values %fruit_colors;
234
235 Hashes have no particular internal order, though you can sort the keys
236 and loop through them.
237
238 Just like special scalars and arrays, there are also special hashes.
239 The most well known of these is C<%ENV> which contains environment
240 variables.  Read all about it (and other special variables) in
241 L<perlvar>.
242
243 =back
244
245 Scalars, arrays and hashes are documented more fully in L<perldata>.
246
247 More complex data types can be constructed using references, which allow
248 you to build lists and hashes within lists and hashes.
249
250 A reference is a scalar value and can refer to any other Perl data
251 type. So by storing a reference as the value of an array or hash
252 element, you can easily create lists and hashes within lists and
253 hashes. The following example shows a 2 level hash of hash
254 structure using anonymous hash references.
255
256     my $variables = {
257         scalar  =>  {
258                      description => "single item",
259                      sigil => '$',
260                     },
261         array   =>  {
262                      description => "ordered list of items",
263                      sigil => '@',
264                     },
265         hash    =>  {
266                      description => "key/value pairs",
267                      sigil => '%',
268                     },
269     };
270
271     print "Scalars begin with a $variables->{'scalar'}->{'sigil'}\n";
272
273 Exhaustive information on the topic of references can be found in
274 L<perlreftut>, L<perllol>, L<perlref> and L<perldsc>.
275
276 =head2 Variable scoping
277
278 Throughout the previous section all the examples have used the syntax:
279
280     my $var = "value";
281
282 The C<my> is actually not required; you could just use:
283
284     $var = "value";
285
286 However, the above usage will create global variables throughout your
287 program, which is bad programming practice.  C<my> creates lexically
288 scoped variables instead.  The variables are scoped to the block
289 (i.e. a bunch of statements surrounded by curly-braces) in which they
290 are defined.
291
292     my $x = "foo";
293     my $some_condition = 1;
294     if ($some_condition) {
295         my $y = "bar";
296         print $x;           # prints "foo"
297         print $y;           # prints "bar"
298     }
299     print $x;               # prints "foo"
300     print $y;               # prints nothing; $y has fallen out of scope
301
302 Using C<my> in combination with a C<use strict;> at the top of
303 your Perl scripts means that the interpreter will pick up certain common
304 programming errors.  For instance, in the example above, the final
305 C<print $y> would cause a compile-time error and prevent you from
306 running the program.  Using C<strict> is highly recommended.
307
308 =head2 Conditional and looping constructs
309
310 Perl has most of the usual conditional and looping constructs.  As of Perl
311 5.10, it even has a case/switch statement (spelled C<given>/C<when>).  See
312 L<perlsyn/"Switch statements"> for more details.
313
314 The conditions can be any Perl expression.  See the list of operators in
315 the next section for information on comparison and boolean logic operators,
316 which are commonly used in conditional statements.
317
318 =over 4
319
320 =item if
321
322     if ( condition ) {
323         ...
324     } elsif ( other condition ) {
325         ...
326     } else {
327         ...
328     }
329
330 There's also a negated version of it:
331
332     unless ( condition ) {
333         ...
334     }
335
336 This is provided as a more readable version of C<if (!I<condition>)>.
337
338 Note that the braces are required in Perl, even if you've only got one
339 line in the block.  However, there is a clever way of making your one-line
340 conditional blocks more English like:
341
342     # the traditional way
343     if ($zippy) {
344         print "Yow!";
345     }
346
347     # the Perlish post-condition way
348     print "Yow!" if $zippy;
349     print "We have no bananas" unless $bananas;
350
351 =item while
352
353     while ( condition ) {
354         ...
355     }
356
357 There's also a negated version, for the same reason we have C<unless>:
358
359     until ( condition ) {
360         ...
361     }
362
363 You can also use C<while> in a post-condition:
364
365     print "LA LA LA\n" while 1;          # loops forever
366
367 =item for
368
369 Exactly like C:
370
371     for ($i = 0; $i <= $max; $i++) {
372         ...
373     }
374
375 The C style for loop is rarely needed in Perl since Perl provides
376 the more friendly list scanning C<foreach> loop.
377
378 =item foreach
379
380     foreach (@array) {
381         print "This element is $_\n";
382     }
383
384     print $list[$_] foreach 0 .. $max;
385
386     # you don't have to use the default $_ either...
387     foreach my $key (keys %hash) {
388         print "The value of $key is $hash{$key}\n";
389     }
390
391 =back
392
393 For more detail on looping constructs (and some that weren't mentioned in
394 this overview) see L<perlsyn>.
395
396 =head2 Builtin operators and functions
397
398 Perl comes with a wide selection of builtin functions.  Some of the ones
399 we've already seen include C<print>, C<sort> and C<reverse>.  A list of
400 them is given at the start of L<perlfunc> and you can easily read
401 about any given function by using C<perldoc -f I<functionname>>.
402
403 Perl operators are documented in full in L<perlop>, but here are a few
404 of the most common ones:
405
406 =over 4
407
408 =item Arithmetic
409
410     +   addition
411     -   subtraction
412     *   multiplication
413     /   division
414
415 =item Numeric comparison
416
417     ==  equality
418     !=  inequality
419     <   less than
420     >   greater than
421     <=  less than or equal
422     >=  greater than or equal
423
424 =item String comparison
425
426     eq  equality
427     ne  inequality
428     lt  less than
429     gt  greater than
430     le  less than or equal
431     ge  greater than or equal
432
433 (Why do we have separate numeric and string comparisons?  Because we don't
434 have special variable types, and Perl needs to know whether to sort
435 numerically (where 99 is less than 100) or alphabetically (where 100 comes
436 before 99).
437
438 =item Boolean logic
439
440     &&  and
441     ||  or
442     !   not
443
444 (C<and>, C<or> and C<not> aren't just in the above table as descriptions
445 of the operators. They're also supported as operators in their own
446 right.  They're more readable than the C-style operators, but have
447 different precedence to C<&&> and friends.  Check L<perlop> for more
448 detail.)
449
450 =item Miscellaneous
451
452     =   assignment
453     .   string concatenation
454     x   string multiplication
455     ..  range operator (creates a list of numbers)
456
457 =back
458
459 Many operators can be combined with a C<=> as follows:
460
461     $a += 1;        # same as $a = $a + 1
462     $a -= 1;        # same as $a = $a - 1
463     $a .= "\n";     # same as $a = $a . "\n";
464
465 =head2 Files and I/O
466
467 You can open a file for input or output using the C<open()> function.
468 It's documented in extravagant detail in L<perlfunc> and L<perlopentut>,
469 but in short:
470
471     open(my $in,  "<",  "input.txt")  or die "Can't open input.txt: $!";
472     open(my $out, ">",  "output.txt") or die "Can't open output.txt: $!";
473     open(my $log, ">>", "my.log")     or die "Can't open my.log: $!";
474
475 You can read from an open filehandle using the C<< <> >> operator.  In
476 scalar context it reads a single line from the filehandle, and in list
477 context it reads the whole file in, assigning each line to an element of
478 the list:
479
480     my $line  = <$in>;
481     my @lines = <$in>;
482
483 Reading in the whole file at one time is called slurping. It can
484 be useful but it may be a memory hog. Most text file processing
485 can be done a line at a time with Perl's looping constructs.
486
487 The C<< <> >> operator is most often seen in a C<while> loop:
488
489     while (<$in>) {     # assigns each line in turn to $_
490         print "Just read in this line: $_";
491     }
492
493 We've already seen how to print to standard output using C<print()>.
494 However, C<print()> can also take an optional first argument specifying
495 which filehandle to print to:
496
497     print STDERR "This is your final warning.\n";
498     print $out $record;
499     print $log $logmessage;
500
501 When you're done with your filehandles, you should C<close()> them
502 (though to be honest, Perl will clean up after you if you forget):
503
504     close $in or die "$in: $!";
505
506 =head2 Regular expressions
507
508 Perl's regular expression support is both broad and deep, and is the
509 subject of lengthy documentation in L<perlrequick>, L<perlretut>, and
510 elsewhere.  However, in short:
511
512 =over 4
513
514 =item Simple matching
515
516     if (/foo/)       { ... }  # true if $_ contains "foo"
517     if ($a =~ /foo/) { ... }  # true if $a contains "foo"
518
519 The C<//> matching operator is documented in L<perlop>.  It operates on
520 C<$_> by default, or can be bound to another variable using the C<=~>
521 binding operator (also documented in L<perlop>).
522
523 =item Simple substitution
524
525     s/foo/bar/;               # replaces foo with bar in $_
526     $a =~ s/foo/bar/;         # replaces foo with bar in $a
527     $a =~ s/foo/bar/g;        # replaces ALL INSTANCES of foo with bar in $a
528
529 The C<s///> substitution operator is documented in L<perlop>.
530
531 =item More complex regular expressions
532
533 You don't just have to match on fixed strings.  In fact, you can match
534 on just about anything you could dream of by using more complex regular
535 expressions.  These are documented at great length in L<perlre>, but for
536 the meantime, here's a quick cheat sheet:
537
538     .                   a single character
539     \s                  a whitespace character (space, tab, newline, ...)
540     \S                  non-whitespace character
541     \d                  a digit (0-9)
542     \D                  a non-digit
543     \w                  a word character (a-z, A-Z, 0-9, _)
544     \W                  a non-word character
545     [aeiou]             matches a single character in the given set
546     [^aeiou]            matches a single character outside the given set
547     (foo|bar|baz)       matches any of the alternatives specified
548
549     ^                   start of string
550     $                   end of string
551
552 Quantifiers can be used to specify how many of the previous thing you
553 want to match on, where "thing" means either a literal character, one
554 of the metacharacters listed above, or a group of characters or
555 metacharacters in parentheses.
556
557     *                   zero or more of the previous thing
558     +                   one or more of the previous thing
559     ?                   zero or one of the previous thing
560     {3}                 matches exactly 3 of the previous thing
561     {3,6}               matches between 3 and 6 of the previous thing
562     {3,}                matches 3 or more of the previous thing
563
564 Some brief examples:
565
566     /^\d+/              string starts with one or more digits
567     /^$/                nothing in the string (start and end are adjacent)
568     /(\d\s){3}/         a three digits, each followed by a whitespace
569                         character (eg "3 4 5 ")
570     /(a.)+/             matches a string in which every odd-numbered letter
571                         is a (eg "abacadaf")
572
573     # This loop reads from STDIN, and prints non-blank lines:
574     while (<>) {
575         next if /^$/;
576         print;
577     }
578
579 =item Parentheses for capturing
580
581 As well as grouping, parentheses serve a second purpose.  They can be
582 used to capture the results of parts of the regexp match for later use.
583 The results end up in C<$1>, C<$2> and so on.
584
585     # a cheap and nasty way to break an email address up into parts
586
587     if ($email =~ /([^@]+)@(.+)/) {
588         print "Username is $1\n";
589         print "Hostname is $2\n";
590     }
591
592 =item Other regexp features
593
594 Perl regexps also support backreferences, lookaheads, and all kinds of
595 other complex details.  Read all about them in L<perlrequick>,
596 L<perlretut>, and L<perlre>.
597
598 =back
599
600 =head2 Writing subroutines
601
602 Writing subroutines is easy:
603
604     sub logger {
605         my $logmessage = shift;
606         open my $logfile, ">>", "my.log" or die "Could not open my.log: $!";
607         print $logfile $logmessage;
608     }
609
610 Now we can use the subroutine just as any other built-in function:
611
612     logger("We have a logger subroutine!");
613
614 What's that C<shift>?  Well, the arguments to a subroutine are available
615 to us as a special array called C<@_> (see L<perlvar> for more on that).
616 The default argument to the C<shift> function just happens to be C<@_>.
617 So C<my $logmessage = shift;> shifts the first item off the list of
618 arguments and assigns it to C<$logmessage>.
619
620 We can manipulate C<@_> in other ways too:
621
622     my ($logmessage, $priority) = @_;       # common
623     my $logmessage = $_[0];                 # uncommon, and ugly
624
625 Subroutines can also return values:
626
627     sub square {
628         my $num = shift;
629         my $result = $num * $num;
630         return $result;
631     }
632
633 Then use it like:
634
635     $sq = square(8);
636
637 For more information on writing subroutines, see L<perlsub>.
638
639 =head2 OO Perl
640
641 OO Perl is relatively simple and is implemented using references which
642 know what sort of object they are based on Perl's concept of packages.
643 However, OO Perl is largely beyond the scope of this document.
644 Read L<perlboot>, L<perltoot>, L<perltooc> and L<perlobj>.
645
646 As a beginning Perl programmer, your most common use of OO Perl will be
647 in using third-party modules, which are documented below.
648
649 =head2 Using Perl modules
650
651 Perl modules provide a range of features to help you avoid reinventing
652 the wheel, and can be downloaded from CPAN ( http://www.cpan.org/ ).  A
653 number of popular modules are included with the Perl distribution
654 itself.
655
656 Categories of modules range from text manipulation to network protocols
657 to database integration to graphics.  A categorized list of modules is
658 also available from CPAN.
659
660 To learn how to install modules you download from CPAN, read
661 L<perlmodinstall>.
662
663 To learn how to use a particular module, use C<perldoc I<Module::Name>>.
664 Typically you will want to C<use I<Module::Name>>, which will then give
665 you access to exported functions or an OO interface to the module.
666
667 L<perlfaq> contains questions and answers related to many common
668 tasks, and often provides suggestions for good CPAN modules to use.
669
670 L<perlmod> describes Perl modules in general.  L<perlmodlib> lists the
671 modules which came with your Perl installation.
672
673 If you feel the urge to write Perl modules, L<perlnewmod> will give you
674 good advice.
675
676 =head1 AUTHOR
677
678 Kirrily "Skud" Robert <skud@cpan.org>