5.002 beta 1
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlref.pod
1 (Don't
2 convert references into strings though, or you'll break their referenceness.)
3
4 =head1 NAME
5
6 perlref - Perl references and nested data structures
7
8 =head1 DESCRIPTION
9
10 In Perl 4 it was difficult to represent complex data structures, because
11 all references had to be symbolic, and even that was difficult to do when
12 you wanted to refer to a variable rather than a symbol table entry.  Perl
13 5 not only makes it easier to use symbolic references to variables, but
14 lets you have "hard" references to any piece of data.  Any scalar may hold
15 a hard reference.  Since arrays and hashes contain scalars, you can now
16 easily build arrays of arrays, arrays of hashes, hashes of arrays, arrays
17 of hashes of functions, and so on.
18
19 Hard references are smart--they keep track of reference counts for you,
20 automatically freeing the thing referred to when its reference count
21 goes to zero.  If that thing happens to be an object, the object is
22 destructed.  See L<perlobj> for more about objects.  (In a sense,
23 everything in Perl is an object, but we usually reserve the word for
24 references to objects that have been officially "blessed" into a class package.)
25
26 A symbolic reference contains the name of a variable, just as a
27 symbolic link in the filesystem merely contains the name of a file.  
28 The C<*glob> notation is a kind of symbolic reference.  Hard references
29 are more like hard links in the file system: merely another way
30 at getting at the same underlying object, irrespective of its name.
31
32 "Hard" references are easy to use in Perl.  There is just one
33 overriding principle:  Perl does no implicit referencing or
34 dereferencing.  When a scalar is holding a reference, it always behaves
35 as a scalar.  It doesn't magically start being an array or a hash
36 unless you tell it so explicitly by dereferencing it.
37
38 References can be constructed several ways.
39
40 =over 4
41
42 =item 1.
43
44 By using the backslash operator on a variable, subroutine, or value.
45 (This works much like the & (address-of) operator works in C.)  Note
46 that this typically creates I<ANOTHER> reference to a variable, since
47 there's already a reference to the variable in the symbol table.  But
48 the symbol table reference might go away, and you'll still have the
49 reference that the backslash returned.  Here are some examples:
50
51     $scalarref = \$foo;
52     $arrayref  = \@ARGV;
53     $hashref   = \%ENV;
54     $coderef   = \&handler;
55
56 =item 2.
57
58 A reference to an anonymous array can be constructed using square
59 brackets:
60
61     $arrayref = [1, 2, ['a', 'b', 'c']];
62
63 Here we've constructed a reference to an anonymous array of three elements
64 whose final element is itself reference to another anonymous array of three
65 elements.  (The multidimensional syntax described later can be used to
66 access this.  For example, after the above, $arrayref->[2][1] would have
67 the value "b".)
68
69 =item 3.
70
71 A reference to an anonymous hash can be constructed using curly
72 brackets:
73
74     $hashref = {
75         'Adam'  => 'Eve',
76         'Clyde' => 'Bonnie',
77     };
78
79 Anonymous hash and array constructors can be intermixed freely to
80 produce as complicated a structure as you want.  The multidimensional
81 syntax described below works for these too.  The values above are
82 literals, but variables and expressions would work just as well, because
83 assignment operators in Perl (even within local() or my()) are executable
84 statements, not compile-time declarations.
85
86 Because curly brackets (braces) are used for several other things
87 including BLOCKs, you may occasionally have to disambiguate braces at the
88 beginning of a statement by putting a C<+> or a C<return> in front so
89 that Perl realizes the opening brace isn't starting a BLOCK.  The economy and
90 mnemonic value of using curlies is deemed worth this occasional extra
91 hassle.
92
93 For example, if you wanted a function to make a new hash and return a
94 reference to it, you have these options:
95
96     sub hashem {        { @_ } }   # silently wrong
97     sub hashem {       +{ @_ } }   # ok
98     sub hashem { return { @_ } }   # ok
99
100 =item 4.
101
102 A reference to an anonymous subroutine can be constructed by using
103 C<sub> without a subname:
104
105     $coderef = sub { print "Boink!\n" };
106
107 Note the presence of the semicolon.  Except for the fact that the code
108 inside isn't executed immediately, a C<sub {}> is not so much a
109 declaration as it is an operator, like C<do{}> or C<eval{}>.  (However, no
110 matter how many times you execute that line (unless you're in an
111 C<eval("...")>), C<$coderef> will still have a reference to the I<SAME>
112 anonymous subroutine.)
113
114 Anonymous subroutines act as closures with respect to my() variables,
115 that is, variables visible lexically within the current scope.  Closure
116 is a notion out of the Lisp world that says if you define an anonymous
117 function in a particular lexical context, it pretends to run in that
118 context even when it's called outside of the context.
119
120 In human terms, it's a funny way of passing arguments to a subroutine when
121 you define it as well as when you call it.  It's useful for setting up
122 little bits of code to run later, such as callbacks.  You can even
123 do object-oriented stuff with it, though Perl provides a different
124 mechanism to do that already--see L<perlobj>.
125
126 You can also think of closure as a way to write a subroutine template without
127 using eval.  (In fact, in version 5.000, eval was the I<only> way to get
128 closures.  You may wish to use "require 5.001" if you use closures.)
129
130 Here's a small example of how closures works:
131
132     sub newprint {
133         my $x = shift;
134         return sub { my $y = shift; print "$x, $y!\n"; };
135     }
136     $h = newprint("Howdy");
137     $g = newprint("Greetings");
138
139     # Time passes...
140
141     &$h("world");
142     &$g("earthlings");
143
144 This prints
145
146     Howdy, world!
147     Greetings, earthlings!
148
149 Note particularly that $x continues to refer to the value passed into
150 newprint() *despite* the fact that the "my $x" has seemingly gone out of
151 scope by the time the anonymous subroutine runs.  That's what closure
152 is all about.
153
154 This only applies to lexical variables, by the way.  Dynamic variables
155 continue to work as they have always worked.  Closure is not something
156 that most Perl programmers need trouble themselves about to begin with.
157
158 =item 5.
159
160 References are often returned by special subroutines called constructors.
161 Perl objects are just references to a special kind of object that happens to know
162 which package it's associated with.  Constructors are just special
163 subroutines that know how to create that association.  They do so by
164 starting with an ordinary reference, and it remains an ordinary reference
165 even while it's also being an object.  Constructors are customarily
166 named new(), but don't have to be:
167
168     $objref = new Doggie (Tail => 'short', Ears => 'long');
169
170 =item 6.
171
172 References of the appropriate type can spring into existence if you
173 dereference them in a context that assumes they exist.  Since we haven't
174 talked about dereferencing yet, we can't show you any examples yet.
175
176 =back
177
178 That's it for creating references.  By now you're probably dying to
179 know how to use references to get back to your long-lost data.  There
180 are several basic methods.
181
182 =over 4
183
184 =item 1.
185
186 Anywhere you'd put an identifier as part of a variable or subroutine
187 name, you can replace the identifier with a simple scalar variable
188 containing a reference of the correct type:
189
190     $bar = $$scalarref;
191     push(@$arrayref, $filename);
192     $$arrayref[0] = "January";
193     $$hashref{"KEY"} = "VALUE";
194     &$coderef(1,2,3);
195
196 It's important to understand that we are specifically I<NOT> dereferencing
197 C<$arrayref[0]> or C<$hashref{"KEY"}> there.  The dereference of the
198 scalar variable happens I<BEFORE> it does any key lookups.  Anything more
199 complicated than a simple scalar variable must use methods 2 or 3 below.
200 However, a "simple scalar" includes an identifier that itself uses method
201 1 recursively.  Therefore, the following prints "howdy".
202
203     $refrefref = \\\"howdy";
204     print $$$$refrefref;
205
206 =item 2.
207
208 Anywhere you'd put an identifier as part of a variable or subroutine
209 name, you can replace the identifier with a BLOCK returning a reference
210 of the correct type.  In other words, the previous examples could be
211 written like this:
212
213     $bar = ${$scalarref};
214     push(@{$arrayref}, $filename);
215     ${$arrayref}[0] = "January";
216     ${$hashref}{"KEY"} = "VALUE";
217     &{$coderef}(1,2,3);
218
219 Admittedly, it's a little silly to use the curlies in this case, but
220 the BLOCK can contain any arbitrary expression, in particular,
221 subscripted expressions:
222
223     &{ $dispatch{$index} }(1,2,3);      # call correct routine 
224
225 Because of being able to omit the curlies for the simple case of C<$$x>,
226 people often make the mistake of viewing the dereferencing symbols as
227 proper operators, and wonder about their precedence.  If they were,
228 though, you could use parens instead of braces.  That's not the case.
229 Consider the difference below; case 0 is a short-hand version of case 1,
230 I<NOT> case 2:
231
232     $$hashref{"KEY"}   = "VALUE";       # CASE 0
233     ${$hashref}{"KEY"} = "VALUE";       # CASE 1
234     ${$hashref{"KEY"}} = "VALUE";       # CASE 2
235     ${$hashref->{"KEY"}} = "VALUE";     # CASE 3
236
237 Case 2 is also deceptive in that you're accessing a variable
238 called %hashref, not dereferencing through $hashref to the hash
239 it's presumably referencing.  That would be case 3.
240
241 =item 3.
242
243 The case of individual array elements arises often enough that it gets
244 cumbersome to use method 2.  As a form of syntactic sugar, the two
245 lines like that above can be written:
246
247     $arrayref->[0] = "January";
248     $hashref->{"KEY"} = "VALUE";
249
250 The left side of the array can be any expression returning a reference,
251 including a previous dereference.  Note that C<$array[$x]> is I<NOT> the
252 same thing as C<$array-E<gt>[$x]> here:
253
254     $array[$x]->{"foo"}->[0] = "January";
255
256 This is one of the cases we mentioned earlier in which references could
257 spring into existence when in an lvalue context.  Before this
258 statement, C<$array[$x]> may have been undefined.  If so, it's
259 automatically defined with a hash reference so that we can look up
260 C<{"foo"}> in it.  Likewise C<$array[$x]-E<gt>{"foo"}> will automatically get
261 defined with an array reference so that we can look up C<[0]> in it.
262
263 One more thing here.  The arrow is optional I<BETWEEN> brackets
264 subscripts, so you can shrink the above down to
265
266     $array[$x]{"foo"}[0] = "January";
267
268 Which, in the degenerate case of using only ordinary arrays, gives you
269 multidimensional arrays just like C's:
270
271     $score[$x][$y][$z] += 42;
272
273 Well, okay, not entirely like C's arrays, actually.  C doesn't know how
274 to grow its arrays on demand.  Perl does.
275
276 =item 4.
277
278 If a reference happens to be a reference to an object, then there are
279 probably methods to access the things referred to, and you should probably
280 stick to those methods unless you're in the class package that defines the
281 object's methods.  In other words, be nice, and don't violate the object's
282 encapsulation without a very good reason.  Perl does not enforce
283 encapsulation.  We are not totalitarians here.  We do expect some basic
284 civility though.
285
286 =back
287
288 The ref() operator may be used to determine what type of thing the
289 reference is pointing to.  See L<perlfunc>.
290
291 The bless() operator may be used to associate a reference with a package
292 functioning as an object class.  See L<perlobj>.
293
294 A type glob may be dereferenced the same way a reference can, since
295 the dereference syntax always indicates the kind of reference desired.
296 So C<${*foo}> and C<${\$foo}> both indicate the same scalar variable.
297
298 Here's a trick for interpolating a subroutine call into a string:
299
300     print "My sub returned ${\mysub(1,2,3)}\n";
301
302 The way it works is that when the C<${...}> is seen in the double-quoted
303 string, it's evaluated as a block.  The block executes the call to
304 C<mysub(1,2,3)>, and then takes a reference to that.  So the whole block
305 returns a reference to a scalar, which is then dereferenced by C<${...}>
306 and stuck into the double-quoted string.
307
308 =head2 Symbolic references
309
310 We said that references spring into existence as necessary if they are
311 undefined, but we didn't say what happens if a value used as a
312 reference is already defined, but I<ISN'T> a hard reference.  If you
313 use it as a reference in this case, it'll be treated as a symbolic
314 reference.  That is, the value of the scalar is taken to be the I<NAME>
315 of a variable, rather than a direct link to a (possibly) anonymous
316 value.
317
318 People frequently expect it to work like this.  So it does.
319
320     $name = "foo";
321     $$name = 1;                 # Sets $foo
322     ${$name} = 2;               # Sets $foo
323     ${$name x 2} = 3;           # Sets $foofoo
324     $name->[0] = 4;             # Sets $foo[0]
325     @$name = ();                # Clears @foo
326     &$name();                   # Calls &foo() (as in Perl 4)
327     $pack = "THAT";
328     ${"${pack}::$name"} = 5;    # Sets $THAT::foo without eval
329
330 This is very powerful, and slightly dangerous, in that it's possible
331 to intend (with the utmost sincerity) to use a hard reference, and
332 accidentally use a symbolic reference instead.  To protect against
333 that, you can say
334
335     use strict 'refs';
336
337 and then only hard references will be allowed for the rest of the enclosing
338 block.  An inner block may countermand that with 
339
340     no strict 'refs';
341
342 Only package variables are visible to symbolic references.  Lexical
343 variables (declared with my()) aren't in a symbol table, and thus are
344 invisible to this mechanism.  For example:
345
346     local($value) = 10;
347     $ref = \$value;
348     {
349         my $value = 20;
350         print $$ref;
351     } 
352
353 This will still print 10, not 20.  Remember that local() affects package
354 variables, which are all "global" to the package.
355
356 =head2 Not-so-symbolic references
357
358 A new feature contributing to readability in 5.001 is that the brackets
359 around a symbolic reference behave more like quotes, just as they
360 always have within a string.  That is,
361
362     $push = "pop on ";
363     print "${push}over";
364
365 has always meant to print "pop on over", despite the fact that push is
366 a reserved word.  This has been generalized to work the same outside
367 of quotes, so that
368
369     print ${push} . "over";
370
371 and even
372
373     print ${ push } . "over";
374
375 will have the same effect.  (This would have been a syntax error in
376 5.000, though Perl 4 allowed it in the spaceless form.)  Note that this
377 construct is I<not> considered to be a symbolic reference when you're
378 using strict refs:
379
380     use strict 'refs';
381     ${ bareword };      # Okay, means $bareword.
382     ${ "bareword" };    # Error, symbolic reference.
383
384 Similarly, because of all the subscripting that is done using single
385 words, we've applied the same rule to any bareword that is used for
386 subscripting a hash.  So now, instead of writing
387
388     $array{ "aaa" }{ "bbb" }{ "ccc" }
389
390 you can just write
391
392     $array{ aaa }{ bbb }{ ccc }
393
394 and not worry about whether the subscripts are reserved words.  In the
395 rare event that you do wish to do something like
396
397     $array{ shift }
398
399 you can force interpretation as a reserved word by adding anything that
400 makes it more than a bareword:
401
402     $array{ shift() }
403     $array{ +shift }
404     $array{ shift @_ }
405
406 The B<-w> switch will warn you if it interprets a reserved word as a string.
407 But it will no longer warn you about using lowercase words, since the
408 string is effectively quoted.
409
410 =head2 WARNING
411
412 You may not (usefully) use a reference as the key to a hash.  It will be
413 converted into a string:
414
415     $x{ \$a } = $a;
416
417 If you try to dereference the key, it won't do a hard dereference, and 
418 you won't accomplish what you're attemping.
419
420 =head2 Further Reading
421
422 Besides the obvious documents, source code can be instructive.
423 Some rather pathological examples of the use of references can be found
424 in the F<t/op/ref.t> regression test in the Perl source directory.