Allow for more flexibility in the \p{In...} names, now
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlunicode.pod
index 5333ac4..f27173c 100644 (file)
@@ -4,38 +4,53 @@ perlunicode - Unicode support in Perl
 
 =head1 DESCRIPTION
 
-=head2 Important Caveat
+=head2 Important Caveats
 
-WARNING: The implementation of Unicode support in Perl is incomplete.
+WARNING: While the implementation of Unicode support in Perl is now
+fairly complete it is still evolving to some extent.
 
-The following areas need further work.
+In particular the way Unicode is handled on EBCDIC platforms is still
+rather experimental. On such a platform references to UTF-8 encoding
+in this document and elsewhere should be read as meaning UTF-EBCDIC as
+specified in Unicode Technical Report 16 unless ASCII vs EBCDIC issues
+are specifically discussed. There is no C<utfebcdic> pragma or
+":utfebcdic" layer, rather "utf8" and ":utf8" are re-used to mean
+platform's "natural" 8-bit encoding of Unicode. See L<perlebcdic> for
+more discussion of the issues.
 
-=over
+The following areas are still under development.
+
+=over 4
 
 =item Input and Output Disciplines
 
-There is currently no easy way to mark data read from a file or other
-external source as being utf8.  This will be one of the major areas of
-focus in the near future.
+A filehandle can be marked as containing perl's internal Unicode
+encoding (UTF-8 or UTF-EBCDIC) by opening it with the ":utf8" layer.
+Other encodings can be converted to perl's encoding on input, or from
+perl's encoding on output by use of the ":encoding()" layer.  There is
+not yet a clean way to mark the Perl source itself as being in an
+particular encoding.
 
 =item Regular Expressions
 
-The existing regular expression compiler does not produce polymorphic
-opcodes.  This means that the determination on whether to match Unicode
-characters is made when the pattern is compiled, based on whether the
-pattern contains Unicode characters, and not when the matching happens
-at run time.  This needs to be changed to adaptively match Unicode if
-the string to be matched is Unicode.
+The regular expression compiler does now attempt to produce
+polymorphic opcodes.  That is the pattern should now adapt to the data
+and automatically switch to the Unicode character scheme when
+presented with Unicode data, or a traditional byte scheme when
+presented with byte data.  The implementation is still new and
+(particularly on EBCDIC platforms) may need further work.
 
-=item C<use utf8> still needed to enable a few features
+=item C<use utf8> still needed to enable UTF-8/UTF-EBCDIC in scripts
 
-The C<utf8> pragma implements the tables used for Unicode support.  These
-tables are automatically loaded on demand, so the C<utf8> pragma need not
-normally be used.
+The C<utf8> pragma implements the tables used for Unicode support.
+These tables are automatically loaded on demand, so the C<utf8> pragma
+need not normally be used.
 
-However, as a compatibility measure, this pragma must be explicitly used
-to enable recognition of UTF-8 encoded literals and identifiers in the
-source text.
+However, as a compatibility measure, this pragma must be explicitly
+used to enable recognition of UTF-8 in the Perl scripts themselves on
+ASCII based machines or recognize UTF-EBCDIC on EBCDIC based machines.
+B<NOTE: this should be the only place where an explicit C<use utf8> is
+needed>.
 
 =back
 
@@ -43,18 +58,18 @@ source text.
 
 Beginning with version 5.6, Perl uses logically wide characters to
 represent strings internally.  This internal representation of strings
-uses the UTF-8 encoding.
+uses either the UTF-8 or the UTF-EBCDIC encoding.
 
-In future, Perl-level operations can be expected to work with characters
-rather than bytes, in general.
+In future, Perl-level operations can be expected to work with
+characters rather than bytes, in general.
 
-However, as strictly an interim compatibility measure, Perl v5.6 aims to
-provide a safe migration path from byte semantics to character semantics
-for programs.  For operations where Perl can unambiguously decide that the
-input data is characters, Perl now switches to character semantics.
-For operations where this determination cannot be made without additional
-information from the user, Perl decides in favor of compatibility, and
-chooses to use byte semantics.
+However, as strictly an interim compatibility measure, Perl aims to
+provide a safe migration path from byte semantics to character
+semantics for programs.  For operations where Perl can unambiguously
+decide that the input data is characters, Perl now switches to
+character semantics.  For operations where this determination cannot
+be made without additional information from the user, Perl decides in
+favor of compatibility, and chooses to use byte semantics.
 
 This behavior preserves compatibility with earlier versions of Perl,
 which allowed byte semantics in Perl operations, but only as long as
@@ -63,17 +78,17 @@ character data.  Such data may come from filehandles, from calls to
 external programs, from information provided by the system (such as %ENV),
 or from literals and constants in the source text.
 
-If the C<-C> command line switch is used, (or the ${^WIDE_SYSTEM_CALLS}
-global flag is set to C<1>), all system calls will use the
-corresponding wide character APIs.  This is currently only implemented
-on Windows.
+If the C<-C> command line switch is used, (or the
+${^WIDE_SYSTEM_CALLS} global flag is set to C<1>), all system calls
+will use the corresponding wide character APIs.  Note that this is
+currently only implemented on Windows since other platforms API
+standard on this area.
 
-Regardless of the above, the C<bytes> pragma can always be used to force
-byte semantics in a particular lexical scope.  See L<bytes>.
+Regardless of the above, the C<bytes> pragma can always be used to
+force byte semantics in a particular lexical scope.  See L<bytes>.
 
 The C<utf8> pragma is primarily a compatibility device that enables
-recognition of UTF-8 in literals encountered by the parser.  It may also
-be used for enabling some of the more experimental Unicode support features.
+recognition of UTF-(8|EBCDIC) in literals encountered by the parser.
 Note that this pragma is only required until a future version of Perl
 in which character semantics will become the default.  This pragma may
 then become a no-op.  See L<utf8>.
@@ -87,16 +102,24 @@ literal UTF-8 string constant in the program), character semantics
 apply; otherwise, byte semantics are in effect.  To force byte semantics
 on Unicode data, the C<bytes> pragma should be used.
 
+Notice that if you have a string with byte semantics and you then
+add character data into it, the bytes will be upgraded I<as if they
+were ISO 8859-1 (Latin-1)> (or if in EBCDIC, after a translation
+to ISO 8859-1).
+
 Under character semantics, many operations that formerly operated on
-bytes change to operating on characters.  For ASCII data this makes
-no difference, because UTF-8 stores ASCII in single bytes, but for
-any character greater than C<chr(127)>, the character may be stored in
+bytes change to operating on characters.  For ASCII data this makes no
+difference, because UTF-8 stores ASCII in single bytes, but for any
+character greater than C<chr(127)>, the character B<may> be stored in
 a sequence of two or more bytes, all of which have the high bit set.
-But by and large, the user need not worry about this, because Perl
-hides it from the user.  A character in Perl is logically just a number
-ranging from 0 to 2**32 or so.  Larger characters encode to longer
-sequences of bytes internally, but again, this is just an internal
-detail which is hidden at the Perl level.
+
+For C1 controls or Latin 1 characters on an EBCDIC platform the
+character may be stored in a UTF-EBCDIC multi byte sequence.  But by
+and large, the user need not worry about this, because Perl hides it
+from the user.  A character in Perl is logically just a number ranging
+from 0 to 2**32 or so.  Larger characters encode to longer sequences
+of bytes internally, but again, this is just an internal detail which
+is hidden at the Perl level.
 
 =head2 Effects of character semantics
 
@@ -109,39 +132,33 @@ Character semantics have the following effects:
 Strings and patterns may contain characters that have an ordinal value
 larger than 255.
 
-Presuming you use a Unicode editor to edit your program, such characters
-will typically occur directly within the literal strings as UTF-8
-characters, but you can also specify a particular character with an
-extension of the C<\x> notation.  UTF-8 characters are specified by
-putting the hexadecimal code within curlies after the C<\x>.  For instance,
-a Unicode smiley face is C<\x{263A}>.  A character in the Latin-1 range
-(128..255) should be written C<\x{ab}> rather than C<\xab>, since the
-former will turn into a two-byte UTF-8 code, while the latter will
-continue to be interpreted as generating a 8-bit byte rather than a
-character.  In fact, if the C<use warnings> pragma of the C<-w> switch
-is turned on, it will produce a warning
-that you might be generating invalid UTF-8.
+Presuming you use a Unicode editor to edit your program, such
+characters will typically occur directly within the literal strings as
+UTF-8 (or UTF-EBCDIC on EBCDIC platforms) characters, but you can also
+specify a particular character with an extension of the C<\x>
+notation.  UTF-X characters are specified by putting the hexadecimal
+code within curlies after the C<\x>.  For instance, a Unicode smiley
+face is C<\x{263A}>.
 
 =item *
 
 Identifiers within the Perl script may contain Unicode alphanumeric
 characters, including ideographs.  (You are currently on your own when
-it comes to using the canonical forms of characters--Perl doesn't (yet)
-attempt to canonicalize variable names for you.)
+it comes to using the canonical forms of characters--Perl doesn't
+(yet) attempt to canonicalize variable names for you.)
 
 =item *
 
 Regular expressions match characters instead of bytes.  For instance,
 "." matches a character instead of a byte.  (However, the C<\C> pattern
-is provided to force a match a single byte ("C<char>" in C, hence
-C<\C>).)
+is provided to force a match a single byte ("C<char>" in C, hence C<\C>).)
 
 =item *
 
 Character classes in regular expressions match characters instead of
 bytes, and match against the character properties specified in the
-Unicode properties database.  So C<\w> can be used to match an ideograph,
-for instance.
+Unicode properties database.  So C<\w> can be used to match an
+ideograph, for instance.
 
 =item *
 
@@ -149,9 +166,249 @@ Named Unicode properties and block ranges make be used as character
 classes via the new C<\p{}> (matches property) and C<\P{}> (doesn't
 match property) constructs.  For instance, C<\p{Lu}> matches any
 character with the Unicode uppercase property, while C<\p{M}> matches
-any mark character.  Single letter properties may omit the brackets, so
-that can be written C<\pM> also.  Many predefined character classes are
-available, such as C<\p{IsMirrored}> and  C<\p{InTibetan}>.
+any mark character.  Single letter properties may omit the brackets,
+so that can be written C<\pM> also.  Many predefined character classes
+are available, such as C<\p{IsMirrored}> and C<\p{InTibetan}>.  The
+recommended names of the C<In> classes are the official Unicode script
+and block names but with all non-alphanumeric characters removed, for
+example the block name C<"Latin-1 Supplement"> becomes
+C<\p{InLatin1Supplement}>.
+
+Here is the list as of Unicode 3.1.0 (the two-letter classes) and
+as defined by Perl (the one-letter classes) (in Unicode materials
+what Perl calls C<L> is often called C<L&>):
+
+   L  Letter
+   Lu Letter, Uppercase
+   Ll Letter, Lowercase
+   Lt Letter, Titlecase
+   Lm Letter, Modifier
+   Lo Letter, Other
+   M  Mark
+   Mn Mark, Non-Spacing
+   Mc Mark, Spacing Combining
+   Me Mark, Enclosing
+   N  Number
+   Nd Number, Decimal Digit
+   Nl Number, Letter
+   No Number, Other
+   P  Punctuation
+   Pc Punctuation, Connector
+   Pd Punctuation, Dash
+   Ps Punctuation, Open
+   Pe Punctuation, Close
+   Pi Punctuation, Initial quote
+       (may behave like Ps or Pe depending on usage)
+   Pf Punctuation, Final quote
+       (may behave like Ps or Pe depending on usage)
+   Po Punctuation, Other
+   S  Symbol
+   Sm Symbol, Math
+   Sc Symbol, Currency
+   Sk Symbol, Modifier
+   So Symbol, Other
+   Z  Separator
+   Zs Separator, Space
+   Zl Separator, Line
+   Zp Separator, Paragraph
+   C  Other
+   Cc Other, Control
+   Cf Other, Format
+   Cs Other, Surrogate
+   Co Other, Private Use
+   Cn Other, Not Assigned (Unicode defines no Cn characters)
+
+Additionally, because scripts differ in their directionality
+(for example Hebrew is written right to left), all characters
+have their directionality defined:
+
+   BidiL   Left-to-Right
+   BidiLRE Left-to-Right Embedding
+   BidiLRO Left-to-Right Override
+   BidiR   Right-to-Left
+   BidiAL  Right-to-Left Arabic
+   BidiRLE Right-to-Left Embedding
+   BidiRLO Right-to-Left Override
+   BidiPDF Pop Directional Format
+   BidiEN  European Number
+   BidiES  European Number Separator
+   BidiET  European Number Terminator
+   BidiAN  Arabic Number
+   BidiCS  Common Number Separator
+   BidiNSM Non-Spacing Mark
+   BidiBN  Boundary Neutral
+   BidiB   Paragraph Separator
+   BidiS   Segment Separator
+   BidiWS  Whitespace
+   BidiON  Other Neutrals
+
+=head2 Scripts
+
+The scripts available for C<\p{In...}> and C<\P{In...}>, for example
+\p{InCyrillic>, are as follows, for example C<\p{InLatin}> or C<\P{InHan}>:
+
+   Latin
+   Greek
+   Cyrillic
+   Armenian
+   Hebrew
+   Arabic
+   Syriac
+   Thaana
+   Devanagari
+   Bengali
+   Gurmukhi
+   Gujarati
+   Oriya
+   Tamil
+   Telugu
+   Kannada
+   Malayalam
+   Sinhala
+   Thai
+   Lao
+   Tibetan
+   Myanmar
+   Georgian
+   Hangul
+   Ethiopic
+   Cherokee
+   CanadianAboriginal
+   Ogham
+   Runic
+   Khmer
+   Mongolian
+   Hiragana
+   Katakana
+   Bopomofo
+   Han
+   Yi
+   OldItalic
+   Gothic
+   Deseret
+   Inherited
+
+=head2 Blocks
+
+In addition to B<scripts>, Unicode also defines B<blocks> of
+characters.  The difference between scripts and blocks is that the
+former concept is closer to natural languages, while the latter
+concept is more an artificial grouping based on groups of 256 Unicode
+characters.  For example, the C<Latin> script contains letters from
+many blocks, but it does not contain all the characters from those
+blocks, it does not for example contain digits.
+
+For more about scripts see the UTR #24:
+http://www.unicode.org/unicode/reports/tr24/
+For more about blocks see
+http://www.unicode.org/Public/UNIDATA/Blocks.txt
+
+Because there are overlaps in naming (there are, for example, both
+a script called C<Katakana> and a block called C<Katakana>, the block
+version has C<Block> appended to its name, C<\p{InKatakanaBlock}>.
+
+Notice that this definition was introduced in Perl 5.8.0: in Perl
+5.6.0 only the blocks were used; in Perl 5.8.0 scripts became the
+preferential character class definition; this meant that the
+definitions of some character classes changed (the ones in the
+below list that have the C<Block> appended).
+
+   BasicLatin
+   Latin1Supplement
+   LatinExtendedA
+   LatinExtendedB
+   IPAExtensions
+   SpacingModifierLetters
+   CombiningDiacriticalMarks
+   GreekBlock
+   CyrillicBlock
+   ArmenianBlock
+   HebrewBlock
+   ArabicBlock
+   SyriacBlock
+   ThaanaBlock
+   DevanagariBlock
+   BengaliBlock
+   GurmukhiBlock
+   GujaratiBlock
+   OriyaBlock
+   TamilBlock
+   TeluguBlock
+   KannadaBlock
+   MalayalamBlock
+   SinhalaBlock
+   ThaiBlock
+   LaoBlock
+   TibetanBlock
+   MyanmarBlock
+   GeorgianBlock
+   HangulJamo
+   EthiopicBlock
+   CherokeeBlock
+   UnifiedCanadianAboriginalSyllabics
+   OghamBlock
+   RunicBlock
+   KhmerBlock
+   MongolianBlock
+   LatinExtendedAdditional
+   GreekExtended
+   GeneralPunctuation
+   SuperscriptsandSubscripts
+   CurrencySymbols
+   CombiningMarksforSymbols
+   LetterlikeSymbols
+   NumberForms
+   Arrows
+   MathematicalOperators
+   MiscellaneousTechnical
+   ControlPictures
+   OpticalCharacterRecognition
+   EnclosedAlphanumerics
+   BoxDrawing
+   BlockElements
+   GeometricShapes
+   MiscellaneousSymbols
+   Dingbats
+   BraillePatterns
+   CJKRadicalsSupplement
+   KangxiRadicals
+   IdeographicDescriptionCharacters
+   CJKSymbolsandPunctuation
+   HiraganaBlock
+   KatakanaBlock
+   BopomofoBlock
+   HangulCompatibilityJamo
+   Kanbun
+   BopomofoExtended
+   EnclosedCJKLettersandMonths
+   CJKCompatibility
+   CJKUnifiedIdeographsExtensionA
+   CJKUnifiedIdeographs
+   YiSyllables
+   YiRadicals
+   HangulSyllables
+   HighSurrogates
+   HighPrivateUseSurrogates
+   LowSurrogates
+   PrivateUse
+   CJKCompatibilityIdeographs
+   AlphabeticPresentationForms
+   ArabicPresentationFormsA
+   CombiningHalfMarks
+   CJKCompatibilityForms
+   SmallFormVariants
+   ArabicPresentationFormsB
+   Specials
+   HalfwidthandFullwidthForms
+   OldItalicBlock
+   GothicBlock
+   DeseretBlock
+   ByzantineMusicalSymbols
+   MusicalSymbols
+   MathematicalAlphanumericSymbols
+   CJKUnifiedIdeographsExtensionB
+   CJKCompatibilityIdeographsSupplement
+   Tags
 
 =item *
 
@@ -163,20 +420,10 @@ C<(?:\PM\pM*)>.
 
 =item *
 
-The C<tr///> operator translates characters instead of bytes.  It can also
-be forced to translate between 8-bit codes and UTF-8.  For instance, if you
-know your input in Latin-1, you can say:
-
-    while (<>) {
-       tr/\0-\xff//CU;         # latin1 char to utf8
-       ...
-    }
-
-Similarly you could translate your output with
-
-    tr/\0-\x{ff}//UC;          # utf8 to latin1 char
-
-No, C<s///> doesn't take /U or /C (yet?).
+The C<tr///> operator translates characters instead of bytes.  Note
+that the C<tr///CU> functionality has been removed, as the interface
+was a mistake.  For similar functionality see pack('U0', ...) and
+pack('C0', ...).
 
 =item *
 
@@ -189,13 +436,13 @@ sequences have the same semantics.
 =item *
 
 Most operators that deal with positions or lengths in the string will
-automatically switch to using character positions, including C<chop()>,
-C<substr()>, C<pos()>, C<index()>, C<rindex()>, C<sprintf()>,
-C<write()>, and C<length()>.  Operators that specifically don't switch
-include C<vec()>, C<pack()>, and C<unpack()>.  Operators that really
-don't care include C<chomp()>, as well as any other operator that
-treats a string as a bucket of bits, such as C<sort()>, and the
-operators dealing with filenames.
+automatically switch to using character positions, including
+C<chop()>, C<substr()>, C<pos()>, C<index()>, C<rindex()>,
+C<sprintf()>, C<write()>, and C<length()>.  Operators that
+specifically don't switch include C<vec()>, C<pack()>, and
+C<unpack()>.  Operators that really don't care include C<chomp()>, as
+well as any other operator that treats a string as a bucket of bits,
+such as C<sort()>, and the operators dealing with filenames.
 
 =item *
 
@@ -210,7 +457,33 @@ outside of the utf8 pragma too.)
 The C<chr()> and C<ord()> functions work on characters.  This is like
 C<pack("U")> and C<unpack("U")>, not like C<pack("C")> and
 C<unpack("C")>.  In fact, the latter are how you now emulate
-byte-oriented C<chr()> and C<ord()> under utf8.
+byte-oriented C<chr()> and C<ord()> for Unicode strings.
+(Note that this reveals the internal UTF-8 encoding of strings and
+you are not supposed to do that unless you know what you are doing.)
+
+=item *
+
+The bit string operators C<& | ^ ~> can operate on character data.
+However, for backward compatibility reasons (bit string operations
+when the characters all are less than 256 in ordinal value) one should
+not mix C<~> (the bit complement) and characters both less than 256 and
+equal or greater than 256.  Most importantly, the DeMorgan's laws
+(C<~($x|$y) eq ~$x&~$y>, C<~($x&$y) eq ~$x|~$y>) won't hold.
+Another way to look at this is that the complement cannot return
+B<both> the 8-bit (byte) wide bit complement B<and> the full character
+wide bit complement.
+
+=item *
+
+lc(), uc(), lcfirst(), and ucfirst() work only for some of the
+simplest cases, where the mapping goes from a single Unicode character
+to another single Unicode character, and where the mapping does not
+depend on surrounding characters, or on locales.  More complex cases,
+where for example one character maps into several, are not yet
+implemented.  See the Unicode Technical Report #21, Case Mappings,
+for more details.  The Unicode::UCD module (part of Perl since 5.8.0)
+casespec() and casefold() interfaces supply information about the more
+complex cases.
 
 =item *
 
@@ -220,13 +493,13 @@ And finally, C<scalar reverse()> reverses by character rather than by byte.
 
 =head2 Character encodings for input and output
 
-[XXX: This feature is not yet implemented.]
+See L<Encode>.
 
 =head1 CAVEATS
 
 As of yet, there is no method for automatically coercing input and
-output to some encoding other than UTF-8.  This is planned in the near
-future, however.
+output to some encoding other than UTF-8 or UTF-EBCDIC.  This is planned 
+in the near future, however.
 
 Whether an arbitrary piece of data will be treated as "characters" or
 "bytes" by internal operations cannot be divined at the current time.
@@ -237,8 +510,71 @@ some attempt to apply 8-bit locale info to characters in the range
 characters above that range (when mapped into Unicode).  It will also
 tend to run slower.  Avoidance of locales is strongly encouraged.
 
+=head1 UNICODE REGULAR EXPRESSION SUPPORT LEVEL
+
+The following list of Unicode regular expression support describes
+feature by feature the Unicode support implemented in Perl as of Perl
+5.8.0.  The "Level N" and the section numbers refer to the Unicode
+Technical Report 18, "Unicode Regular Expression Guidelines".
+
+=over 4
+
+=item *
+
+Level 1 - Basic Unicode Support
+
+        2.1 Hex Notation                        - done          [1]
+                Named Notation                  - done          [2]
+        2.2 Categories                          - done          [3][4]
+        2.3 Subtraction                         - MISSING       [5][6]
+        2.4 Simple Word Boundaries              - done          [7]
+        2.5 Simple Loose Matches                - MISSING       [8]
+        2.6 End of Line                         - MISSING       [9][10]
+
+        [ 1] \x{...}
+        [ 2] \N{...}
+        [ 3] . \p{Is...} \P{Is...}
+        [ 4] now scripts (see UTR#24 Script Names) in  addition to blocks
+        [ 5] have negation
+        [ 6] can use look-ahead to emulate subtracion
+        [ 7] include Letters in word characters
+        [ 8] see UTR#21 Case Mappings
+        [ 9] see UTR#13 Unicode Newline Guidelines
+        [10] should do ^ and $ also on \x{2028} and \x{2029}
+
+=item *
+
+Level 2 - Extended Unicode Support
+
+        3.1 Surrogates                          - MISSING
+        3.2 Canonical Equivalents               - MISSING       [11][12]
+        3.3 Locale-Independent Graphemes        - MISSING       [13]
+        3.4 Locale-Independent Words            - MISSING       [14]
+        3.5 Locale-Independent Loose Matches    - MISSING       [15]
+
+        [11] see UTR#15 Unicode Normalization
+        [12] have Unicode::Normalize but not integrated to regexes
+        [13] have \X but at this level . should equal that
+        [14] need three classes, not just \w and \W
+        [15] see UTR#21 Case Mappings
+
+=item *
+
+Level 3 - Locale-Sensitive Support
+
+        4.1 Locale-Dependent Categories         - MISSING
+        4.2 Locale-Dependent Graphemes          - MISSING       [16][17]
+        4.3 Locale-Dependent Words              - MISSING
+        4.4 Locale-Dependent Loose Matches      - MISSING
+        4.5 Locale-Dependent Ranges             - MISSING
+
+        [16] see UTR#10 Unicode Collation Algorithms
+        [17] have Unicode::Collate but not integrated to regexes
+
+=back
+
 =head1 SEE ALSO
 
-L<bytes>, L<utf8>, L<perlvar/"${^WIDE_SYSTEM_CALLS}">
+L<bytes>, L<utf8>, L<perlretut>, L<perlvar/"${^WIDE_SYSTEM_CALLS}">
 
 =cut