major pod update from Tom Christiansen
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlmod.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlmod - Perl modules (packages and symbol tables)
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 =head2 Packages
8
9 Perl provides a mechanism for alternative namespaces to protect
10 packages from stomping on each other's variables.  In fact, there's
11 really no such thing as a global variable in Perl .  The package
12 statement declares the compilation unit as being in the given
13 namespace.  The scope of the package declaration is from the
14 declaration itself through the end of the enclosing block, C<eval>,
15 or file, whichever comes first (the same scope as the my() and
16 local() operators).  Unqualified dynamic identifiers will be in
17 this namespace, except for those few identifiers that if unqualified,
18 default to the main package instead of the current one as described
19 below.  A package statement affects only dynamic variables--including
20 those you've used local() on--but I<not> lexical variables created
21 with my().  Typically it would be the first declaration in a file
22 included by the C<do>, C<require>, or C<use> operators.  You can
23 switch into a package in more than one place; it merely influences
24 which symbol table is used by the compiler for the rest of that
25 block.  You can refer to variables and filehandles in other packages
26 by prefixing the identifier with the package name and a double
27 colon: C<$Package::Variable>.  If the package name is null, the
28 C<main> package is assumed.  That is, C<$::sail> is equivalent to
29 C<$main::sail>.
30
31 The old package delimiter was a single quote, but double colon is now the
32 preferred delimiter, in part because it's more readable to humans, and
33 in part because it's more readable to B<emacs> macros.  It also makes C++
34 programmers feel like they know what's going on--as opposed to using the
35 single quote as separator, which was there to make Ada programmers feel
36 like they knew what's going on.  Because the old-fashioned syntax is still
37 supported for backwards compatibility, if you try to use a string like
38 C<"This is $owner's house">, you'll be accessing C<$owner::s>; that is,
39 the $s variable in package C<owner>, which is probably not what you meant.
40 Use braces to disambiguate, as in C<"This is ${owner}'s house">.
41
42 Packages may themselves contain package separators, as in
43 C<$OUTER::INNER::var>.  This implies nothing about the order of
44 name lookups, however.  There are no relative packages: all symbols
45 are either local to the current package, or must be fully qualified
46 from the outer package name down.  For instance, there is nowhere
47 within package C<OUTER> that C<$INNER::var> refers to
48 C<$OUTER::INNER::var>.  It would treat package C<INNER> as a totally
49 separate global package.
50
51 Only identifiers starting with letters (or underscore) are stored
52 in a package's symbol table.  All other symbols are kept in package
53 C<main>, including all punctuation variables, like $_.  In addition,
54 when unqualified, the identifiers STDIN, STDOUT, STDERR, ARGV,
55 ARGVOUT, ENV, INC, and SIG are forced to be in package C<main>,
56 even when used for other purposes than their built-in one.  If you
57 have a package called C<m>, C<s>, or C<y>, then you can't use the
58 qualified form of an identifier because it would be instead interpreted
59 as a pattern match, a substitution, or a transliteration.
60
61 Variables beginning with underscore used to be forced into package
62 main, but we decided it was more useful for package writers to be able
63 to use leading underscore to indicate private variables and method names.
64 $_ is still global though.  See also L<perlvar/"Technical Note on the
65 Syntax of Variable Names">.
66
67 C<eval>ed strings are compiled in the package in which the eval() was
68 compiled.  (Assignments to C<$SIG{}>, however, assume the signal
69 handler specified is in the C<main> package.  Qualify the signal handler
70 name if you wish to have a signal handler in a package.)  For an
71 example, examine F<perldb.pl> in the Perl library.  It initially switches
72 to the C<DB> package so that the debugger doesn't interfere with variables
73 in the program you are trying to debug.  At various points, however, it
74 temporarily switches back to the C<main> package to evaluate various
75 expressions in the context of the C<main> package (or wherever you came
76 from).  See L<perldebug>.
77
78 The special symbol C<__PACKAGE__> contains the current package, but cannot
79 (easily) be used to construct variables.
80
81 See L<perlsub> for other scoping issues related to my() and local(),
82 and L<perlref> regarding closures.
83
84 =head2 Symbol Tables
85
86 The symbol table for a package happens to be stored in the hash of that
87 name with two colons appended.  The main symbol table's name is thus
88 C<%main::>, or C<%::> for short.  Likewise symbol table for the nested
89 package mentioned earlier is named C<%OUTER::INNER::>.
90
91 The value in each entry of the hash is what you are referring to when you
92 use the C<*name> typeglob notation.  In fact, the following have the same
93 effect, though the first is more efficient because it does the symbol
94 table lookups at compile time:
95
96     local *main::foo    = *main::bar;
97     local $main::{foo}  = $main::{bar};
98
99 You can use this to print out all the variables in a package, for
100 instance.  The standard but antequated F<dumpvar.pl> library and
101 the CPAN module Devel::Symdump make use of this.
102
103 Assignment to a typeglob performs an aliasing operation, i.e.,
104
105     *dick = *richard;
106
107 causes variables, subroutines, formats, and file and directory handles
108 accessible via the identifier C<richard> also to be accessible via the
109 identifier C<dick>.  If you want to alias only a particular variable or
110 subroutine, assign a reference instead:
111
112     *dick = \$richard;
113
114 Which makes $richard and $dick the same variable, but leaves
115 @richard and @dick as separate arrays.  Tricky, eh?
116
117 This mechanism may be used to pass and return cheap references
118 into or from subroutines if you won't want to copy the whole
119 thing.  It only works when assigning to dynamic variables, not
120 lexicals.
121
122     %some_hash = ();                    # can't be my()
123     *some_hash = fn( \%another_hash );
124     sub fn {
125         local *hashsym = shift;
126         # now use %hashsym normally, and you
127         # will affect the caller's %another_hash
128         my %nhash = (); # do what you want
129         return \%nhash;
130     }
131
132 On return, the reference will overwrite the hash slot in the
133 symbol table specified by the *some_hash typeglob.  This
134 is a somewhat tricky way of passing around references cheaply
135 when you won't want to have to remember to dereference variables
136 explicitly.
137
138 Another use of symbol tables is for making "constant" scalars.
139
140     *PI = \3.14159265358979;
141
142 Now you cannot alter $PI, which is probably a good thing all in all.
143 This isn't the same as a constant subroutine, which is subject to
144 optimization at compile-time.  This isn't.  A constant subroutine is one
145 prototyped to take no arguments and to return a constant expression.
146 See L<perlsub> for details on these.  The C<use constant> pragma is a
147 convenient shorthand for these.
148
149 You can say C<*foo{PACKAGE}> and C<*foo{NAME}> to find out what name and
150 package the *foo symbol table entry comes from.  This may be useful
151 in a subroutine that gets passed typeglobs as arguments:
152
153     sub identify_typeglob {
154         my $glob = shift;
155         print 'You gave me ', *{$glob}{PACKAGE}, '::', *{$glob}{NAME}, "\n";
156     }
157     identify_typeglob *foo;
158     identify_typeglob *bar::baz;
159
160 This prints
161
162     You gave me main::foo
163     You gave me bar::baz
164
165 The C<*foo{THING}> notation can also be used to obtain references to the
166 individual elements of *foo, see L<perlref>.
167
168 =head2 Package Constructors and Destructors
169
170 There are two special subroutine definitions that function as package
171 constructors and destructors.  These are the C<BEGIN>, C<INIT>, and
172 C<END> routines.  The C<sub> is optional for these routines.
173
174 A C<BEGIN> subroutine is executed as soon as possible, that is, the moment
175 it is completely defined, even before the rest of the containing file
176 is parsed.  You may have multiple C<BEGIN> blocks within a file--they
177 will execute in order of definition.  Because a C<BEGIN> block executes
178 immediately, it can pull in definitions of subroutines and such from other
179 files in time to be visible to the rest of the file.  Once a C<BEGIN>
180 has run, it is immediately undefined and any code it used is returned to
181 Perl's memory pool.  This means you can't ever explicitly call a C<BEGIN>.
182
183 An C<END> subroutine is executed as late as possible, that is, when
184 the interpreter is being exited, even if it is exiting as a result of
185 a die() function.  (But not if it's polymorphing into another program
186 via C<exec>, or being blown out of the water by a signal--you have to
187 trap that yourself (if you can).)  You may have multiple C<END> blocks
188 within a file--they will execute in reverse order of definition; that is:
189 last in, first out (LIFO).
190
191 Inside an C<END> subroutine, C<$?> contains the value that the program is
192 going to pass to C<exit()>.  You can modify C<$?> to change the exit
193 value of the program.  Beware of changing C<$?> by accident (e.g. by
194 running something via C<system>).
195
196 When you use the B<-n> and B<-p> switches to Perl, C<BEGIN> and
197 C<END> work just as they do in B<awk>, as a degenerate case.  As currently
198 implemented (and subject to change, since its inconvenient at best),
199 both C<BEGIN> and<END> blocks are run when you use the B<-c> switch
200 for a compile-only syntax check, although your main code is not.
201
202 Similar to C<BEGIN> blocks, C<INIT> blocks are run just before the
203 Perl runtime begins execution.  For example, the code generators
204 documented in L<perlcc> make use of C<INIT> blocks to initialize
205 and resolve pointers to XSUBs.
206
207 =head2 Perl Classes
208
209 There is no special class syntax in Perl, but a package may act
210 as a class if it provides subroutines to act as methods.  Such a
211 package may also derive some of its methods from another class (package)
212 by listing the other package name(s) in its global @ISA array (which 
213 must be a package global, not a lexical).
214
215 For more on this, see L<perltoot> and L<perlobj>.
216
217 =head2 Perl Modules
218
219 A module is just a set of related function in a library file a Perl
220 package with the same name as the file.  It is specifically designed
221 to be reusable by other modules or programs.  It may do this by
222 providing a mechanism for exporting some of its symbols into the
223 symbol table of any package using it.  Or it may function as a class
224 definition and make its semantics available implicitly through
225 method calls on the class and its objects, without explicitly
226 exportating anything.  Or it can do a little of both.
227
228 For example, to start a traditional, non-OO module called Some::Module,
229 create a file called F<Some/Module.pm> and start with this template:
230
231     package Some::Module;  # assumes Some/Module.pm
232
233     use strict;
234
235     BEGIN {
236         use Exporter   ();
237         use vars       qw($VERSION @ISA @EXPORT @EXPORT_OK %EXPORT_TAGS);
238
239         # set the version for version checking
240         $VERSION     = 1.00;
241         # if using RCS/CVS, this may be preferred
242         $VERSION = do { my @r = (q$Revision: 2.21 $ =~ /\d+/g); sprintf "%d."."%02d" x $#r, @r }; # must be all one line, for MakeMaker
243
244         @ISA         = qw(Exporter);
245         @EXPORT      = qw(&func1 &func2 &func4);
246         %EXPORT_TAGS = ( );     # eg: TAG => [ qw!name1 name2! ],
247
248         # your exported package globals go here,
249         # as well as any optionally exported functions
250         @EXPORT_OK   = qw($Var1 %Hashit &func3);
251     }
252     use vars      @EXPORT_OK;
253
254     # non-exported package globals go here
255     use vars      qw(@more $stuff);
256
257     # initialize package globals, first exported ones
258     $Var1   = '';
259     %Hashit = ();
260
261     # then the others (which are still accessible as $Some::Module::stuff)
262     $stuff  = '';
263     @more   = ();
264
265     # all file-scoped lexicals must be created before
266     # the functions below that use them.
267
268     # file-private lexicals go here
269     my $priv_var    = '';
270     my %secret_hash = ();
271
272     # here's a file-private function as a closure,
273     # callable as &$priv_func;  it cannot be prototyped.
274     my $priv_func = sub {
275         # stuff goes here.
276     };
277
278     # make all your functions, whether exported or not;
279     # remember to put something interesting in the {} stubs
280     sub func1      {}    # no prototype
281     sub func2()    {}    # proto'd void
282     sub func3($$)  {}    # proto'd to 2 scalars
283
284     # this one isn't exported, but could be called!
285     sub func4(\%)  {}    # proto'd to 1 hash ref
286
287     END { }       # module clean-up code here (global destructor)
288
289     ## YOUR CODE GOES HERE
290
291     1;  # don't forget to return a true value from the file
292
293 Then go on to declare and use your variables in functions without
294 any qualifications.  See L<Exporter> and the L<perlmodlib> for
295 details on mechanics and style issues in module creation.
296
297 Perl modules are included into your program by saying
298
299     use Module;
300
301 or
302
303     use Module LIST;
304
305 This is exactly equivalent to
306
307     BEGIN { require Module; import Module; }
308
309 or
310
311     BEGIN { require Module; import Module LIST; }
312
313 As a special case
314
315     use Module ();
316
317 is exactly equivalent to
318
319     BEGIN { require Module; }
320
321 All Perl module files have the extension F<.pm>.  The C<use> operator
322 assumes this so you don't have to spell out "F<Module.pm>" in quotes.
323 This also helps to differentiate new modules from old F<.pl> and
324 F<.ph> files.  Module names are also capitalized unless they're
325 functioning as pragmas; pragmas are in effect compiler directives,
326 and are sometimes called "pragmatic modules" (or even "pragmata"
327 if you're a classicist).
328
329 The two statements:
330
331     require SomeModule;
332     require "SomeModule.pm";            
333
334 differ from each other in two ways.  In the first case, any double
335 colons in the module name, such as C<Some::Module>, are translated
336 into your system's directory separator, usually "/".   The second
337 case does not, and would have to be specified literally.  The other
338 difference is that seeing the first C<require> clues in the compiler
339 that uses of indirect object notation involving "SomeModule", as
340 in C<$ob = purge SomeModule>, are method calls, not function calls.
341 (Yes, this really can make a difference.)
342
343 Because the C<use> statement implies a C<BEGIN> block, the importing
344 of semantics happens as soon as the C<use> statement is compiled,
345 before the rest of the file is compiled.  This is how it is able
346 to function as a pragma mechanism, and also how modules are able to
347 declare subroutines that are then visible as list or unary operators for
348 the rest of the current file.  This will not work if you use C<require>
349 instead of C<use>.  With C<require> you can get into this problem:
350
351     require Cwd;                # make Cwd:: accessible
352     $here = Cwd::getcwd();
353
354     use Cwd;                    # import names from Cwd::
355     $here = getcwd();
356
357     require Cwd;                # make Cwd:: accessible
358     $here = getcwd();           # oops! no main::getcwd()
359
360 In general, C<use Module ()> is recommended over C<require Module>,
361 because it determines module availability at compile time, not in the
362 middle of your program's execution.  An exception would be if two modules
363 each tried to C<use> each other, and each also called a function from
364 that other module.  In that case, it's easy to use C<require>s instead.
365
366 Perl packages may be nested inside other package names, so we can have
367 package names containing C<::>.  But if we used that package name
368 directly as a filename it would makes for unwieldy or impossible
369 filenames on some systems.  Therefore, if a module's name is, say,
370 C<Text::Soundex>, then its definition is actually found in the library
371 file F<Text/Soundex.pm>.
372
373 Perl modules always have a F<.pm> file, but there may also be
374 dynamically linked executables (often ending in F<.so>) or autoloaded
375 subroutine definitions (often ending in F<.al> associated with the
376 module.  If so, these will be entirely transparent to the user of
377 the module.  It is the responsibility of the F<.pm> file to load
378 (or arrange to autoload) any additional functionality.  For example,
379 although the POSIX module happens to do both dynamic loading and
380 autoloading, but the user can say just C<use POSIX> to get it all.
381
382 =head1 SEE ALSO
383
384 See L<perlmodlib> for general style issues related to building Perl
385 modules and classes, as well as descriptions of the standard library
386 and CPAN, L<Exporter> for how Perl's standard import/export mechanism
387 works, L<perltoot> and L<perltootc> for an in-depth tutorial on
388 creating classes, L<perlobj> for a hard-core reference document on
389 objects, L<perlsub> for an explanation of functions and scoping,
390 and L<perlxstut> and L<perlguts> for more information on writing
391 extension modules.