lib/Class/Struct.pm

   1 package Class::Struct;
   2
   3 ## See POD after __END__
   4
   5 use 5.006_001;
   6
   7 use strict;
   8 use warnings::register;
   9 our(@ISA, @EXPORT, $VERSION);
  10
  11 use Carp;
  12
  13 require Exporter;
  14 @ISA = qw(Exporter);
  15 @EXPORT = qw(struct);
  16
  17 $VERSION = '0.61';
  18
  19 ## Tested on 5.002 and 5.003 without class membership tests:
  20 my $CHECK_CLASS_MEMBERSHIP = ($] >= 5.003_95);
  21
  22 my $print = 0;
  23 sub printem {
  24     if (@_) { $print = shift }
  25     else    { $print++ }
  26 }
  27
  28 {
  29     package Class::Struct::Tie_ISA;
  30
  31     sub TIEARRAY {
  32         my $class = shift;
  33         return bless [], $class;
  34     }
  35
  36     sub STORE {
  37         my ($self, $index, $value) = @_;
  38         Class::Struct::_subclass_error();
  39     }
  40
  41     sub FETCH {
  42         my ($self, $index) = @_;
  43         $self->[$index];
  44     }
  45
  46     sub FETCHSIZE {
  47         my $self = shift;
  48         return scalar(@$self);
  49     }
  50
  51     sub DESTROY { }
  52 }
  53
  54 sub import {
  55     my $self = shift;
  56
  57     if ( @_ == 0 ) {
  58       $self->export_to_level( 1, $self, @EXPORT );
  59     } elsif ( @_ == 1 ) {
  60         # This is admittedly a little bit silly:
  61         # do we ever export anything else than 'struct'...?
  62       $self->export_to_level( 1, $self, @_ );
  63     } else {
  64       &struct;
  65     }
  66 }
  67
  68 sub struct {
  69
  70     # Determine parameter list structure, one of:
  71     #   struct( class => [ element-list ])
  72     #   struct( class => { element-list })
  73     #   struct( element-list )
  74     # Latter form assumes current package name as struct name.
  75
  76     my ($class, @decls);
  77     my $base_type = ref $_[1];
  78     if ( $base_type eq 'HASH' ) {
  79         $class = shift;
  80         @decls = %{shift()};
  81         _usage_error() if @_;
  82     }
  83     elsif ( $base_type eq 'ARRAY' ) {
  84         $class = shift;
  85         @decls = @{shift()};
  86         _usage_error() if @_;
  87     }
  88     else {
  89         $base_type = 'ARRAY';
  90         $class = (caller())[0];
  91         @decls = @_;
  92     }
  93
  94     _usage_error() if @decls % 2 == 1;
  95
  96     # Ensure we are not, and will not be, a subclass.
  97
  98     my $isa = do {
  99         no strict 'refs';
 100         \@{$class . '::ISA'};
 101     };
 102     _subclass_error() if @$isa;
 103     tie @$isa, 'Class::Struct::Tie_ISA';
 104
 105     # Create constructor.
 106
 107     croak "function 'new' already defined in package $class"
 108         if do { no strict 'refs'; defined &{$class . "::new"} };
 109
 110     my @methods = ();
 111     my %refs = ();
 112     my %arrays = ();
 113     my %hashes = ();
 114     my %classes = ();
 115     my $got_class = 0;
 116     my $out = '';
 117
 118     $out = "{\n  package $class;\n  use Carp;\n  sub new {\n";
 119     $out .= "    my (\$class, \%init) = \@_;\n";
 120     $out .= "    \$class = __PACKAGE__ unless \@_;\n";
 121
 122     my $cnt = 0;
 123     my $idx = 0;
 124     my( $cmt, $name, $type, $elem );
 125
 126     if( $base_type eq 'HASH' ){
 127         $out .= "    my(\$r) = {};\n";
 128         $cmt = '';
 129     }
 130     elsif( $base_type eq 'ARRAY' ){
 131         $out .= "    my(\$r) = [];\n";
 132     }
 133     while( $idx < @decls ){
 134         $name = $decls[$idx];
 135         $type = $decls[$idx+1];
 136         push( @methods, $name );
 137         if( $base_type eq 'HASH' ){
 138             $elem = "{'${class}::$name'}";
 139         }
 140         elsif( $base_type eq 'ARRAY' ){
 141             $elem = "[$cnt]";
 142             ++$cnt;
 143             $cmt = " # $name";
 144         }
 145         if( $type =~ /^\*(.)/ ){
 146             $refs{$name}++;
 147             $type = $1;
 148         }
 149         my $init = "defined(\$init{'$name'}) ? \$init{'$name'} :";
 150         if( $type eq '@' ){
 151             $out .= "    croak 'Initializer for $name must be array reference'\n";
 152             $out .= "        if defined(\$init{'$name'}) && ref(\$init{'$name'}) ne 'ARRAY';\n";
 153             $out .= "    \$r->$elem = $init [];$cmt\n";
 154             $arrays{$name}++;
 155         }
 156         elsif( $type eq '%' ){
 157             $out .= "    croak 'Initializer for $name must be hash reference'\n";
 158             $out .= "        if defined(\$init{'$name'}) && ref(\$init{'$name'}) ne 'HASH';\n";
 159             $out .= "    \$r->$elem = $init {};$cmt\n";
 160             $hashes{$name}++;
 161         }
 162         elsif ( $type eq '$') {
 163             $out .= "    \$r->$elem = $init undef;$cmt\n";
 164         }
 165         elsif( $type =~ /^\w+(?:::\w+)*$/ ){
 166             $out .= "    if (defined(\$init{'$name'})) {\n";
 167            $out .= "       if (ref \$init{'$name'} eq 'HASH')\n";
 168             $out .= "            { \$r->$elem = $type->new(\%{\$init{'$name'}}) } $cmt\n";
 169            $out .= "       elsif (UNIVERSAL::isa(\$init{'$name'}, '$type'))\n";
 170             $out .= "            { \$r->$elem = \$init{'$name'} } $cmt\n";
 171             $out .= "       else { croak 'Initializer for $name must be hash or $type reference' }\n";
 172             $out .= "    }\n";
 173             $classes{$name} = $type;
 174             $got_class = 1;
 175         }
 176         else{
 177             croak "'$type' is not a valid struct element type";
 178         }
 179         $idx += 2;
 180     }
 181     $out .= "    bless \$r, \$class;\n  }\n";
 182
 183     # Create accessor methods.
 184
 185     my( $pre, $pst, $sel );
 186     $cnt = 0;
 187     foreach $name (@methods){
 188         if ( do { no strict 'refs'; defined &{$class . "::$name"} } ) {
 189             warnings::warnif("function '$name' already defined, overrides struct accessor method");
 190         }
 191         else {
 192             $pre = $pst = $cmt = $sel = '';
 193             if( defined $refs{$name} ){
 194                 $pre = "\\(";
 195                 $pst = ")";
 196                 $cmt = " # returns ref";
 197             }
 198             $out .= "  sub $name {$cmt\n    my \$r = shift;\n";
 199             if( $base_type eq 'ARRAY' ){
 200                 $elem = "[$cnt]";
 201                 ++$cnt;
 202             }
 203             elsif( $base_type eq 'HASH' ){
 204                 $elem = "{'${class}::$name'}";
 205             }
 206             if( defined $arrays{$name} ){
 207                 $out .= "    my \$i;\n";
 208                 $out .= "    \@_ ? (\$i = shift) : return \$r->$elem;\n";
 209                 $out .= "    if (ref(\$i) eq 'ARRAY' && !\@_) { \$r->$elem = \$i; return \$r }\n";
 210                 $sel = "->[\$i]";
 211             }
 212             elsif( defined $hashes{$name} ){
 213                 $out .= "    my \$i;\n";
 214                 $out .= "    \@_ ? (\$i = shift) : return \$r->$elem;\n";
 215                 $out .= "    if (ref(\$i) eq 'HASH' && !\@_) { \$r->$elem = \$i; return \$r }\n";
 216                 $sel = "->{\$i}";
 217             }
 218             elsif( defined $classes{$name} ){
 219                 if ( $CHECK_CLASS_MEMBERSHIP ) {
 220                     $out .= "    croak '$name argument is wrong class' if \@_ && ! UNIVERSAL::isa(\$_[0], '$classes{$name}');\n";
 221                 }
 222             }
 223             $out .= "    croak 'Too many args to $name' if \@_ > 1;\n";
 224             $out .= "    \@_ ? ($pre\$r->$elem$sel = shift$pst) : $pre\$r->$elem$sel$pst;\n";
 225             $out .= "  }\n";
 226         }
 227     }
 228     $out .= "}\n1;\n";
 229
 230     print $out if $print;
 231     my $result = eval $out;
 232     carp $@ if $@;
 233 }
 234
 235 sub _usage_error {
 236     confess "struct usage error";
 237 }
 238
 239 sub _subclass_error {
 240     croak 'struct class cannot be a subclass (@ISA not allowed)';
 241 }
 242
 243 1; # for require
 244
 245
 246 __END__
 247
 248 =head1 NAME
 249
 250 Class::Struct - declare struct-like datatypes as Perl classes
 251
 252 =head1 SYNOPSIS
 253
 254     use Class::Struct;
 255             # declare struct, based on array:
 256     struct( CLASS_NAME => [ ELEMENT_NAME => ELEMENT_TYPE, ... ]);
 257             # declare struct, based on hash:
 258     struct( CLASS_NAME => { ELEMENT_NAME => ELEMENT_TYPE, ... });
 259
 260     package CLASS_NAME;
 261     use Class::Struct;
 262             # declare struct, based on array, implicit class name:
 263     struct( ELEMENT_NAME => ELEMENT_TYPE, ... );
 264
 265     # Declare struct at compile time
 266     use Class::Struct CLASS_NAME => [ ELEMENT_NAME => ELEMENT_TYPE, ... ];
 267     use Class::Struct CLASS_NAME => { ELEMENT_NAME => ELEMENT_TYPE, ... };
 268
 269     package Myobj;
 270     use Class::Struct;
 271             # declare struct with four types of elements:
 272     struct( s => '$', a => '@', h => '%', c => 'My_Other_Class' );
 273
 274     $obj = new Myobj;               # constructor
 275
 276                                     # scalar type accessor:
 277     $element_value = $obj->s;           # element value
 278     $obj->s('new value');               # assign to element
 279
 280                                     # array type accessor:
 281     $ary_ref = $obj->a;                 # reference to whole array
 282     $ary_element_value = $obj->a(2);    # array element value
 283     $obj->a(2, 'new value');            # assign to array element
 284
 285                                     # hash type accessor:
 286     $hash_ref = $obj->h;                # reference to whole hash
 287     $hash_element_value = $obj->h('x'); # hash element value
 288     $obj->h('x', 'new value');          # assign to hash element
 289
 290                                     # class type accessor:
 291     $element_value = $obj->c;           # object reference
 292     $obj->c->method(...);               # call method of object
 293     $obj->c(new My_Other_Class);        # assign a new object
 294
 295 =head1 DESCRIPTION
 296
 297 C<Class::Struct> exports a single function, C<struct>.
 298 Given a list of element names and types, and optionally
 299 a class name, C<struct> creates a Perl 5 class that implements
 300 a "struct-like" data structure.
 301
 302 The new class is given a constructor method, C<new>, for creating
 303 struct objects.
 304
 305 Each element in the struct data has an accessor method, which is
 306 used to assign to the element and to fetch its value.  The
 307 default accessor can be overridden by declaring a C<sub> of the
 308 same name in the package.  (See Example 2.)
 309
 310 Each element's type can be scalar, array, hash, or class.
 311
 312 =head2 The C<struct()> function
 313
 314 The C<struct> function has three forms of parameter-list.
 315
 316     struct( CLASS_NAME => [ ELEMENT_LIST ]);
 317     struct( CLASS_NAME => { ELEMENT_LIST });
 318     struct( ELEMENT_LIST );
 319
 320 The first and second forms explicitly identify the name of the
 321 class being created.  The third form assumes the current package
 322 name as the class name.
 323
 324 An object of a class created by the first and third forms is
 325 based on an array, whereas an object of a class created by the
 326 second form is based on a hash. The array-based forms will be
 327 somewhat faster and smaller; the hash-based forms are more
 328 flexible.
 329
 330 The class created by C<struct> must not be a subclass of another
 331 class other than C<UNIVERSAL>.
 332
 333 It can, however, be used as a superclass for other classes. To facilitate
 334 this, the generated constructor method uses a two-argument blessing.
 335 Furthermore, if the class is hash-based, the key of each element is
 336 prefixed with the class name (see I<Perl Cookbook>, Recipe 13.12).
 337
 338 A function named C<new> must not be explicitly defined in a class
 339 created by C<struct>.
 340
 341 The I<ELEMENT_LIST> has the form
 342
 343     NAME => TYPE, ...
 344
 345 Each name-type pair declares one element of the struct. Each
 346 element name will be defined as an accessor method unless a
 347 method by that name is explicitly defined; in the latter case, a
 348 warning is issued if the warning flag (B<-w>) is set.
 349
 350 =head2 Class Creation at Compile Time
 351
 352 C<Class::Struct> can create your class at compile time.  The main reason
 353 for doing this is obvious, so your class acts like every other class in
 354 Perl.  Creating your class at compile time will make the order of events
 355 similar to using any other class ( or Perl module ).
 356
 357 There is no significant speed gain between compile time and run time
 358 class creation, there is just a new, more standard order of events.
 359
 360 =head2 Element Types and Accessor Methods
 361
 362 The four element types -- scalar, array, hash, and class -- are
 363 represented by strings -- C<'$'>, C<'@'>, C<'%'>, and a class name --
 364 optionally preceded by a C<'*'>.
 365
 366 The accessor method provided by C<struct> for an element depends
 367 on the declared type of the element.
 368
 369 =over 4
 370
 371 =item Scalar (C<'$'> or C<'*$'>)
 372
 373 The element is a scalar, and by default is initialized to C<undef>
 374 (but see L<Initializing with new>).
 375
 376 The accessor's argument, if any, is assigned to the element.
 377
 378 If the element type is C<'$'>, the value of the element (after
 379 assignment) is returned. If the element type is C<'*$'>, a reference
 380 to the element is returned.
 381
 382 =item Array (C<'@'> or C<'*@'>)
 383
 384 The element is an array, initialized by default to C<()>.
 385
 386 With no argument, the accessor returns a reference to the
 387 element's whole array (whether or not the element was
 388 specified as C<'@'> or C<'*@'>).
 389
 390 With one or two arguments, the first argument is an index
 391 specifying one element of the array; the second argument, if
 392 present, is assigned to the array element.  If the element type
 393 is C<'@'>, the accessor returns the array element value.  If the
 394 element type is C<'*@'>, a reference to the array element is
 395 returned.
 396
 397 As a special case, when the accessor is called with an array reference
 398 as the sole argument, this causes an assignment of the whole array element.
 399 The object reference is returned.
 400
 401 =item Hash (C<'%'> or C<'*%'>)
 402
 403 The element is a hash, initialized by default to C<()>.
 404
 405 With no argument, the accessor returns a reference to the
 406 element's whole hash (whether or not the element was
 407 specified as C<'%'> or C<'*%'>).
 408
 409 With one or two arguments, the first argument is a key specifying
 410 one element of the hash; the second argument, if present, is
 411 assigned to the hash element.  If the element type is C<'%'>, the
 412 accessor returns the hash element value.  If the element type is
 413 C<'*%'>, a reference to the hash element is returned.
 414
 415 As a special case, when the accessor is called with a hash reference
 416 as the sole argument, this causes an assignment of the whole hash element.
 417 The object reference is returned.
 418
 419 =item Class (C<'Class_Name'> or C<'*Class_Name'>)
 420
 421 The element's value must be a reference blessed to the named
 422 class or to one of its subclasses. The element is not initialized
 423 by default.
 424
 425 The accessor's argument, if any, is assigned to the element. The
 426 accessor will C<croak> if this is not an appropriate object
 427 reference.
 428
 429 If the element type does not start with a C<'*'>, the accessor
 430 returns the element value (after assignment). If the element type
 431 starts with a C<'*'>, a reference to the element itself is returned.
 432
 433 =back
 434
 435 =head2 Initializing with C<new>
 436
 437 C<struct> always creates a constructor called C<new>. That constructor
 438 may take a list of initializers for the various elements of the new
 439 struct.
 440
 441 Each initializer is a pair of values: I<element name>C< =E<gt> >I<value>.
 442 The initializer value for a scalar element is just a scalar value. The
 443 initializer for an array element is an array reference. The initializer
 444 for a hash is a hash reference.
 445
 446 The initializer for a class element is an object of the corresponding class,
 447 or of one of it's subclasses, or a reference to a hash containing named
 448 arguments to be passed to the element's constructor.
 449
 450 See Example 3 below for an example of initialization.
 451
 452 =head1 EXAMPLES
 453
 454 =over 4
 455
 456 =item Example 1
 457
 458 Giving a struct element a class type that is also a struct is how
 459 structs are nested.  Here, C<timeval> represents a time (seconds and
 460 microseconds), and C<rusage> has two elements, each of which is of
 461 type C<timeval>.
 462
 463     use Class::Struct;
 464
 465     struct( rusage => {
 466         ru_utime => timeval,  # seconds
 467         ru_stime => timeval,  # microseconds
 468     });
 469
 470     struct( timeval => [
 471         tv_secs  => '$',
 472         tv_usecs => '$',
 473     ]);
 474
 475         # create an object:
 476     my $t = new rusage;
 477
 478         # $t->ru_utime and $t->ru_stime are objects of type timeval.
 479         # set $t->ru_utime to 100.0 sec and $t->ru_stime to 5.0 sec.
 480     $t->ru_utime->tv_secs(100);
 481     $t->ru_utime->tv_usecs(0);
 482     $t->ru_stime->tv_secs(5);
 483     $t->ru_stime->tv_usecs(0);
 484
 485 =item Example 2
 486
 487 An accessor function can be redefined in order to provide
 488 additional checking of values, etc.  Here, we want the C<count>
 489 element always to be nonnegative, so we redefine the C<count>
 490 accessor accordingly.
 491
 492     package MyObj;
 493     use Class::Struct;
 494
 495     # declare the struct
 496     struct ( 'MyObj', { count => '$', stuff => '%' } );
 497
 498     # override the default accessor method for 'count'
 499     sub count {
 500         my $self = shift;
 501         if ( @_ ) {
 502             die 'count must be nonnegative' if $_[0] < 0;
 503             $self->{'count'} = shift;
 504             warn "Too many args to count" if @_;
 505         }
 506         return $self->{'count'};
 507     }
 508
 509     package main;
 510     $x = new MyObj;
 511     print "\$x->count(5) = ", $x->count(5), "\n";
 512                             # prints '$x->count(5) = 5'
 513
 514     print "\$x->count = ", $x->count, "\n";
 515                             # prints '$x->count = 5'
 516
 517     print "\$x->count(-5) = ", $x->count(-5), "\n";
 518                             # dies due to negative argument!
 519
 520 =item Example 3
 521
 522 The constructor of a generated class can be passed a list
 523 of I<element>=>I<value> pairs, with which to initialize the struct.
 524 If no initializer is specified for a particular element, its default
 525 initialization is performed instead. Initializers for non-existent
 526 elements are silently ignored.
 527
 528 Note that the initializer for a nested class may be specified as
 529 an object of that class, or as a reference to a hash of initializers
 530 that are passed on to the nested struct's constructor.
 531
 532     use Class::Struct;
 533
 534     struct Breed =>
 535     {
 536         name  => '$',
 537         cross => '$',
 538     };
 539
 540     struct Cat =>
 541     [
 542         name     => '$',
 543         kittens  => '@',
 544         markings => '%',
 545         breed    => 'Breed',
 546     ];
 547
 548
 549     my $cat = Cat->new( name     => 'Socks',
 550                         kittens  => ['Monica', 'Kenneth'],
 551                         markings => { socks=>1, blaze=>"white" },
 552                         breed    => Breed->new(name=>'short-hair', cross=>1),
 553                    or:  breed    => {name=>'short-hair', cross=>1},
 554                       );
 555
 556     print "Once a cat called ", $cat->name, "\n";
 557     print "(which was a ", $cat->breed->name, ")\n";
 558     print "had two kittens: ", join(' and ', @{$cat->kittens}), "\n";
 559
 560 =back
 561
 562 =head1 Author and Modification History
 563
 564 Modified by Damian Conway, 2001-09-10, v0.62.
 565
 566    Modified implicit construction of nested objects.
 567    Now will also take an object ref instead of requiring a hash ref.
 568    Also default initializes nested object attributes to undef, rather
 569    than calling object constructor without args
 570    Original over-helpfulness was fraught with problems:
 571        * the class's constructor might not be called 'new'
 572        * the class might not have a hash-like-arguments constructor
 573        * the class might not have a no-argument constructor
 574        * "recursive" data structures didn't work well:
 575                  package Person;
 576                  struct { mother => 'Person', father => 'Person'};
 577
 578
 579 Modified by Casey West, 2000-11-08, v0.59.
 580
 581     Added the ability for compile time class creation.
 582
 583 Modified by Damian Conway, 1999-03-05, v0.58.
 584
 585     Added handling of hash-like arg list to class ctor.
 586
 587     Changed to two-argument blessing in ctor to support
 588     derivation from created classes.
 589
 590     Added classname prefixes to keys in hash-based classes
 591     (refer to "Perl Cookbook", Recipe 13.12 for rationale).
 592
 593     Corrected behaviour of accessors for '*@' and '*%' struct
 594     elements.  Package now implements documented behaviour when
 595     returning a reference to an entire hash or array element.
 596     Previously these were returned as a reference to a reference
 597     to the element.
 598
 599 Renamed to C<Class::Struct> and modified by Jim Miner, 1997-04-02.
 600
 601     members() function removed.
 602     Documentation corrected and extended.
 603     Use of struct() in a subclass prohibited.
 604     User definition of accessor allowed.
 605     Treatment of '*' in element types corrected.
 606     Treatment of classes as element types corrected.
 607     Class name to struct() made optional.
 608     Diagnostic checks added.
 609
 610 Originally C<Class::Template> by Dean Roehrich.
 611
 612     # Template.pm   --- struct/member template builder
 613     #   12mar95
 614     #   Dean Roehrich
 615     #
 616     # changes/bugs fixed since 28nov94 version:
 617     #  - podified
 618     # changes/bugs fixed since 21nov94 version:
 619     #  - Fixed examples.
 620     # changes/bugs fixed since 02sep94 version:
 621     #  - Moved to Class::Template.
 622     # changes/bugs fixed since 20feb94 version:
 623     #  - Updated to be a more proper module.
 624     #  - Added "use strict".
 625     #  - Bug in build_methods, was using @var when @$var needed.
 626     #  - Now using my() rather than local().
 627     #
 628     # Uses perl5 classes to create nested data types.
 629     # This is offered as one implementation of Tom Christiansen's "structs.pl"
 630     # idea.
 631
 632 =cut