perl 5.003_05: makedepend.SH
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlref.pod
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 5 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.  Since 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
18 goes to zero.  (Note: The reference counts for values in self-referential
19 or 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
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
27 A symbolic reference contains the name of a variable, just as a
28 symbolic link in the filesystem merely contains the name of a file.  
29 The C<*glob> notation is a kind of symbolic reference.  Hard references
30 are more like hard links in the file system: merely another way
31 at getting at the same underlying object, irrespective of its name.
32
33 "Hard" references are easy to use in Perl.  There is just one
34 overriding principle:  Perl does no implicit referencing or
35 dereferencing.  When a scalar is holding a reference, it always behaves
36 as a scalar.  It doesn't magically start being an array or a hash
37 unless you tell it so explicitly by dereferencing it.
38
39 References can be constructed several ways.
40
41 =over 4
42
43 =item 1.
44
45 By using the backslash operator on a variable, subroutine, or value.
46 (This works much like the & (address-of) operator works in C.)  Note
47 that this typically creates I<ANOTHER> reference to a variable, since
48 there's already a reference to the variable in the symbol table.  But
49 the symbol table reference might go away, and you'll still have the
50 reference that the backslash returned.  Here are some examples:
51
52     $scalarref = \$foo;
53     $arrayref  = \@ARGV;
54     $hashref   = \%ENV;
55     $coderef   = \&handler;
56     $globref   = \*STDOUT;
57
58
59 =item 2.
60
61 A reference to an anonymous array can be constructed using square
62 brackets:
63
64     $arrayref = [1, 2, ['a', 'b', 'c']];
65
66 Here we've constructed a reference to an anonymous array of three elements
67 whose final element is itself reference to another anonymous array of three
68 elements.  (The multidimensional syntax described later can be used to
69 access this.  For example, after the above, $arrayref-E<gt>[2][1] would have
70 the value "b".)
71
72 Note that taking a reference to an enumerated list is not the same
73 as using square brackets--instead it's the same as creating
74 a list of references!
75
76     @list = (\$a, \$b, \$c);  
77     @list = \($a, $b, $c);      # same thing!
78
79 =item 3.
80
81 A reference to an anonymous hash can be constructed using curly
82 brackets:
83
84     $hashref = {
85         'Adam'  => 'Eve',
86         'Clyde' => 'Bonnie',
87     };
88
89 Anonymous hash and array constructors can be intermixed freely to
90 produce as complicated a structure as you want.  The multidimensional
91 syntax described below works for these too.  The values above are
92 literals, but variables and expressions would work just as well, because
93 assignment operators in Perl (even within local() or my()) are executable
94 statements, not compile-time declarations.
95
96 Because curly brackets (braces) are used for several other things
97 including BLOCKs, you may occasionally have to disambiguate braces at the
98 beginning of a statement by putting a C<+> or a C<return> in front so
99 that Perl realizes the opening brace isn't starting a BLOCK.  The economy and
100 mnemonic value of using curlies is deemed worth this occasional extra
101 hassle.
102
103 For example, if you wanted a function to make a new hash and return a
104 reference to it, you have these options:
105
106     sub hashem {        { @_ } }   # silently wrong
107     sub hashem {       +{ @_ } }   # ok
108     sub hashem { return { @_ } }   # ok
109
110 =item 4.
111
112 A reference to an anonymous subroutine can be constructed by using
113 C<sub> without a subname:
114
115     $coderef = sub { print "Boink!\n" };
116
117 Note the presence of the semicolon.  Except for the fact that the code
118 inside isn't executed immediately, a C<sub {}> is not so much a
119 declaration as it is an operator, like C<do{}> or C<eval{}>.  (However, no
120 matter how many times you execute that line (unless you're in an
121 C<eval("...")>), C<$coderef> will still have a reference to the I<SAME>
122 anonymous subroutine.)
123
124 Anonymous subroutines act as closures with respect to my() variables,
125 that is, variables visible lexically within the current scope.  Closure
126 is a notion out of the Lisp world that says if you define an anonymous
127 function in a particular lexical context, it pretends to run in that
128 context even when it's called outside of the context.
129
130 In human terms, it's a funny way of passing arguments to a subroutine when
131 you define it as well as when you call it.  It's useful for setting up
132 little bits of code to run later, such as callbacks.  You can even
133 do object-oriented stuff with it, though Perl provides a different
134 mechanism to do that already--see L<perlobj>.
135
136 You can also think of closure as a way to write a subroutine template without
137 using eval.  (In fact, in version 5.000, eval was the I<only> way to get
138 closures.  You may wish to use "require 5.001" if you use closures.)
139
140 Here's a small example of how closures works:
141
142     sub newprint {
143         my $x = shift;
144         return sub { my $y = shift; print "$x, $y!\n"; };
145     }
146     $h = newprint("Howdy");
147     $g = newprint("Greetings");
148
149     # Time passes...
150
151     &$h("world");
152     &$g("earthlings");
153
154 This prints
155
156     Howdy, world!
157     Greetings, earthlings!
158
159 Note particularly that $x continues to refer to the value passed into
160 newprint() I<despite> the fact that the "my $x" has seemingly gone out of
161 scope by the time the anonymous subroutine runs.  That's what closure
162 is all about.
163
164 This only applies to lexical variables, by the way.  Dynamic variables
165 continue to work as they have always worked.  Closure is not something
166 that most Perl programmers need trouble themselves about to begin with.
167
168 =item 5.
169
170 References are often returned by special subroutines called constructors.
171 Perl objects are just references to a special kind of object that happens to know
172 which package it's associated with.  Constructors are just special
173 subroutines that know how to create that association.  They do so by
174 starting with an ordinary reference, and it remains an ordinary reference
175 even while it's also being an object.  Constructors are customarily
176 named new(), but don't have to be:
177
178     $objref = new Doggie (Tail => 'short', Ears => 'long');
179
180 =item 6.
181
182 References of the appropriate type can spring into existence if you
183 dereference them in a context that assumes they exist.  Since we haven't
184 talked about dereferencing yet, we can't show you any examples yet.
185
186 =item 7.
187
188 References to filehandles can be created by taking a reference to 
189 a typeglob.  This is currently the best way to pass filehandles into or
190 out of subroutines, or to store them in larger data structures.
191
192     splutter(\*STDOUT);
193     sub splutter {
194         my $fh = shift;
195         print $fh "her um well a hmmm\n";
196     }
197
198     $rec = get_rec(\*STDIN);
199     sub get_rec {
200         my $fh = shift;
201         return scalar <$fh>;
202     }
203
204 =back
205
206 That's it for creating references.  By now you're probably dying to
207 know how to use references to get back to your long-lost data.  There
208 are several basic methods.
209
210 =over 4
211
212 =item 1.
213
214 Anywhere you'd put an identifier (or chain of identifiers) as part
215 of a variable or subroutine name, you can replace the identifier with
216 a simple scalar variable containing a reference of the correct type:
217
218     $bar = $$scalarref;
219     push(@$arrayref, $filename);
220     $$arrayref[0] = "January";
221     $$hashref{"KEY"} = "VALUE";
222     &$coderef(1,2,3);
223     print $globref "output\n";
224
225 It's important to understand that we are specifically I<NOT> dereferencing
226 C<$arrayref[0]> or C<$hashref{"KEY"}> there.  The dereference of the
227 scalar variable happens I<BEFORE> it does any key lookups.  Anything more
228 complicated than a simple scalar variable must use methods 2 or 3 below.
229 However, a "simple scalar" includes an identifier that itself uses method
230 1 recursively.  Therefore, the following prints "howdy".
231
232     $refrefref = \\\"howdy";
233     print $$$$refrefref;
234
235 =item 2.
236
237 Anywhere you'd put an identifier (or chain of identifiers) as part of a
238 variable or subroutine name, you can replace the identifier with a
239 BLOCK returning a reference of the correct type.  In other words, the
240 previous examples could be written like this:
241
242     $bar = ${$scalarref};
243     push(@{$arrayref}, $filename);
244     ${$arrayref}[0] = "January";
245     ${$hashref}{"KEY"} = "VALUE";
246     &{$coderef}(1,2,3);
247     $globref->print("output\n");  # iff you use FileHandle
248
249 Admittedly, it's a little silly to use the curlies in this case, but
250 the BLOCK can contain any arbitrary expression, in particular,
251 subscripted expressions:
252
253     &{ $dispatch{$index} }(1,2,3);      # call correct routine 
254
255 Because of being able to omit the curlies for the simple case of C<$$x>,
256 people often make the mistake of viewing the dereferencing symbols as
257 proper operators, and wonder about their precedence.  If they were,
258 though, you could use parens instead of braces.  That's not the case.
259 Consider the difference below; case 0 is a short-hand version of case 1,
260 I<NOT> case 2:
261
262     $$hashref{"KEY"}   = "VALUE";       # CASE 0
263     ${$hashref}{"KEY"} = "VALUE";       # CASE 1
264     ${$hashref{"KEY"}} = "VALUE";       # CASE 2
265     ${$hashref->{"KEY"}} = "VALUE";     # CASE 3
266
267 Case 2 is also deceptive in that you're accessing a variable
268 called %hashref, not dereferencing through $hashref to the hash
269 it's presumably referencing.  That would be case 3.
270
271 =item 3.
272
273 The case of individual array elements arises often enough that it gets
274 cumbersome to use method 2.  As a form of syntactic sugar, the two
275 lines like that above can be written:
276
277     $arrayref->[0] = "January";
278     $hashref->{"KEY"} = "VALUE";
279
280 The left side of the array can be any expression returning a reference,
281 including a previous dereference.  Note that C<$array[$x]> is I<NOT> the
282 same thing as C<$array-E<gt>[$x]> here:
283
284     $array[$x]->{"foo"}->[0] = "January";
285
286 This is one of the cases we mentioned earlier in which references could
287 spring into existence when in an lvalue context.  Before this
288 statement, C<$array[$x]> may have been undefined.  If so, it's
289 automatically defined with a hash reference so that we can look up
290 C<{"foo"}> in it.  Likewise C<$array[$x]-E<gt>{"foo"}> will automatically get
291 defined with an array reference so that we can look up C<[0]> in it.
292
293 One more thing here.  The arrow is optional I<BETWEEN> brackets
294 subscripts, so you can shrink the above down to
295
296     $array[$x]{"foo"}[0] = "January";
297
298 Which, in the degenerate case of using only ordinary arrays, gives you
299 multidimensional arrays just like C's:
300
301     $score[$x][$y][$z] += 42;
302
303 Well, okay, not entirely like C's arrays, actually.  C doesn't know how
304 to grow its arrays on demand.  Perl does.
305
306 =item 4.
307
308 If a reference happens to be a reference to an object, then there are
309 probably methods to access the things referred to, and you should probably
310 stick to those methods unless you're in the class package that defines the
311 object's methods.  In other words, be nice, and don't violate the object's
312 encapsulation without a very good reason.  Perl does not enforce
313 encapsulation.  We are not totalitarians here.  We do expect some basic
314 civility though.
315
316 =back
317
318 The ref() operator may be used to determine what type of thing the
319 reference is pointing to.  See L<perlfunc>.
320
321 The bless() operator may be used to associate a reference with a package
322 functioning as an object class.  See L<perlobj>.
323
324 A typeglob may be dereferenced the same way a reference can, since
325 the dereference syntax always indicates the kind of reference desired.
326 So C<${*foo}> and C<${\$foo}> both indicate the same scalar variable.
327
328 Here's a trick for interpolating a subroutine call into a string:
329
330     print "My sub returned @{[mysub(1,2,3)]} that time.\n";
331
332 The way it works is that when the C<@{...}> is seen in the double-quoted
333 string, it's evaluated as a block.  The block creates a reference to an
334 anonymous array containing the results of the call to C<mysub(1,2,3)>.  So
335 the whole block returns a reference to an array, which is then
336 dereferenced by C<@{...}> and stuck into the double-quoted string. This
337 chicanery is also useful for arbitrary expressions:
338
339     print "That yeilds @{[$n + 5]} widgets\n";
340
341 =head2 Symbolic references
342
343 We said that references spring into existence as necessary if they are
344 undefined, but we didn't say what happens if a value used as a
345 reference is already defined, but I<ISN'T> a hard reference.  If you
346 use it as a reference in this case, it'll be treated as a symbolic
347 reference.  That is, the value of the scalar is taken to be the I<NAME>
348 of a variable, rather than a direct link to a (possibly) anonymous
349 value.
350
351 People frequently expect it to work like this.  So it does.
352
353     $name = "foo";
354     $$name = 1;                 # Sets $foo
355     ${$name} = 2;               # Sets $foo
356     ${$name x 2} = 3;           # Sets $foofoo
357     $name->[0] = 4;             # Sets $foo[0]
358     @$name = ();                # Clears @foo
359     &$name();                   # Calls &foo() (as in Perl 4)
360     $pack = "THAT";
361     ${"${pack}::$name"} = 5;    # Sets $THAT::foo without eval
362
363 This is very powerful, and slightly dangerous, in that it's possible
364 to intend (with the utmost sincerity) to use a hard reference, and
365 accidentally use a symbolic reference instead.  To protect against
366 that, you can say
367
368     use strict 'refs';
369
370 and then only hard references will be allowed for the rest of the enclosing
371 block.  An inner block may countermand that with 
372
373     no strict 'refs';
374
375 Only package variables are visible to symbolic references.  Lexical
376 variables (declared with my()) aren't in a symbol table, and thus are
377 invisible to this mechanism.  For example:
378
379     local($value) = 10;
380     $ref = \$value;
381     {
382         my $value = 20;
383         print $$ref;
384     } 
385
386 This will still print 10, not 20.  Remember that local() affects package
387 variables, which are all "global" to the package.
388
389 =head2 Not-so-symbolic references
390
391 A new feature contributing to readability in 5.001 is that the brackets
392 around a symbolic reference behave more like quotes, just as they
393 always have within a string.  That is,
394
395     $push = "pop on ";
396     print "${push}over";
397
398 has always meant to print "pop on over", despite the fact that push is
399 a reserved word.  This has been generalized to work the same outside
400 of quotes, so that
401
402     print ${push} . "over";
403
404 and even
405
406     print ${ push } . "over";
407
408 will have the same effect.  (This would have been a syntax error in
409 5.000, though Perl 4 allowed it in the spaceless form.)  Note that this
410 construct is I<not> considered to be a symbolic reference when you're
411 using strict refs:
412
413     use strict 'refs';
414     ${ bareword };      # Okay, means $bareword.
415     ${ "bareword" };    # Error, symbolic reference.
416
417 Similarly, because of all the subscripting that is done using single
418 words, we've applied the same rule to any bareword that is used for
419 subscripting a hash.  So now, instead of writing
420
421     $array{ "aaa" }{ "bbb" }{ "ccc" }
422
423 you can just write
424
425     $array{ aaa }{ bbb }{ ccc }
426
427 and not worry about whether the subscripts are reserved words.  In the
428 rare event that you do wish to do something like
429
430     $array{ shift }
431
432 you can force interpretation as a reserved word by adding anything that
433 makes it more than a bareword:
434
435     $array{ shift() }
436     $array{ +shift }
437     $array{ shift @_ }
438
439 The B<-w> switch will warn you if it interprets a reserved word as a string.
440 But it will no longer warn you about using lowercase words, since the
441 string is effectively quoted.
442
443 =head1 WARNING
444
445 You may not (usefully) use a reference as the key to a hash.  It will be
446 converted into a string:
447
448     $x{ \$a } = $a;
449
450 If you try to dereference the key, it won't do a hard dereference, and 
451 you won't accomplish what you're attemping.  You might want to do something
452 more like
453
454     $r = \@a;
455     $x{ $r } = $r;
456
457 And then at least you can use the values(), which will be
458 real refs, instead of the keys(), which won't.
459
460 =head1 SEE ALSO
461
462 Besides the obvious documents, source code can be instructive.
463 Some rather pathological examples of the use of references can be found
464 in the F<t/op/ref.t> regression test in the Perl source directory.
465
466 See also L<perldsc> and L<perllol> for how to use references to create
467 complex data structures, and L<perlobj> for how to use them to create
468 objects.