This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
perlref.pod: Fix heading levels and ordering
[perl5.git] / pod / perlref.pod
1 =head1 NAME
2 X<reference> X<pointer> X<data structure> X<structure> X<struct>
3
4 perlref - Perl references and nested data structures
5
6 =head1 NOTE
7
8 This is complete documentation about all aspects of references.
9 For a shorter, tutorial introduction to just the essential features,
10 see L<perlreftut>.
11
12 =head1 DESCRIPTION
13
14 Before release 5 of Perl it was difficult to represent complex data
15 structures, because all references had to be symbolic--and even then
16 it was difficult to refer to a variable instead of a symbol table entry.
17 Perl now not only makes it easier to use symbolic references to variables,
18 but also lets you have "hard" references to any piece of data or code.
19 Any scalar may hold a hard reference.  Because arrays and hashes contain
20 scalars, you can now easily build arrays of arrays, arrays of hashes,
21 hashes of arrays, arrays of hashes of functions, and so on.
22
23 Hard references are smart--they keep track of reference counts for you,
24 automatically freeing the thing referred to when its reference count goes
25 to zero.  (Reference counts for values in self-referential or
26 cyclic data structures may not go to zero without a little help; see
27 L</"Circular References"> for a detailed explanation.)
28 If that thing happens to be an object, the object is destructed.  See
29 L<perlobj> for more about objects.  (In a sense, everything in Perl is an
30 object, but we usually reserve the word for references to objects that
31 have been officially "blessed" into a class package.)
32
33 Symbolic references are names of variables or other objects, just as a
34 symbolic link in a Unix filesystem contains merely the name of a file.
35 The C<*glob> notation is something of a symbolic reference.  (Symbolic
36 references are sometimes called "soft references", but please don't call
37 them that; references are confusing enough without useless synonyms.)
38 X<reference, symbolic> X<reference, soft>
39 X<symbolic reference> X<soft reference>
40
41 In contrast, hard references are more like hard links in a Unix file
42 system: They are used to access an underlying object without concern for
43 what its (other) name is.  When the word "reference" is used without an
44 adjective, as in the following paragraph, it is usually talking about a
45 hard reference.
46 X<reference, hard> X<hard reference>
47
48 References are easy to use in Perl.  There is just one overriding
49 principle: in general, Perl does no implicit referencing or dereferencing.
50 When a scalar is holding a reference, it always behaves as a simple scalar.
51 It doesn't magically start being an array or hash or subroutine; you have to
52 tell it explicitly to do so, by dereferencing it.
53
54 =head2 Making References
55 X<reference, creation> X<referencing>
56
57 References can be created in several ways.
58
59 =head3 Backslash Operator
60 X<\> X<backslash>
61
62 By using the backslash operator on a variable, subroutine, or value.
63 (This works much like the & (address-of) operator in C.)
64 This typically creates I<another> reference to a variable, because
65 there's already a reference to the variable in the symbol table.  But
66 the symbol table reference might go away, and you'll still have the
67 reference that the backslash returned.  Here are some examples:
68
69     $scalarref = \$foo;
70     $arrayref  = \@ARGV;
71     $hashref   = \%ENV;
72     $coderef   = \&handler;
73     $globref   = \*foo;
74
75 It isn't possible to create a true reference to an IO handle (filehandle
76 or dirhandle) using the backslash operator.  The most you can get is a
77 reference to a typeglob, which is actually a complete symbol table entry.
78 But see the explanation of the C<*foo{THING}> syntax below.  However,
79 you can still use type globs and globrefs as though they were IO handles.
80
81 =head3 Square Brackets
82 X<array, anonymous> X<[> X<[]> X<square bracket>
83 X<bracket, square> X<arrayref> X<array reference> X<reference, array>
84
85 A reference to an anonymous array can be created using square
86 brackets:
87
88     $arrayref = [1, 2, ['a', 'b', 'c']];
89
90 Here we've created a reference to an anonymous array of three elements
91 whose final element is itself a reference to another anonymous array of three
92 elements.  (The multidimensional syntax described later can be used to
93 access this.  For example, after the above, C<< $arrayref->[2][1] >> would have
94 the value "b".)
95
96 Taking a reference to an enumerated list is not the same
97 as using square brackets--instead it's the same as creating
98 a list of references!
99
100     @list = (\$a, \@b, \%c);
101     @list = \($a, @b, %c);      # same thing!
102
103 As a special case, C<\(@foo)> returns a list of references to the contents
104 of C<@foo>, not a reference to C<@foo> itself.  Likewise for C<%foo>,
105 except that the key references are to copies (since the keys are just
106 strings rather than full-fledged scalars).
107
108 =head3 Curly Brackets
109 X<hash, anonymous> X<{> X<{}> X<curly bracket>
110 X<bracket, curly> X<brace> X<hashref> X<hash reference> X<reference, hash>
111
112 A reference to an anonymous hash can be created using curly
113 brackets:
114
115     $hashref = {
116         'Adam'  => 'Eve',
117         'Clyde' => 'Bonnie',
118     };
119
120 Anonymous hash and array composers like these can be intermixed freely to
121 produce as complicated a structure as you want.  The multidimensional
122 syntax described below works for these too.  The values above are
123 literals, but variables and expressions would work just as well, because
124 assignment operators in Perl (even within local() or my()) are executable
125 statements, not compile-time declarations.
126
127 Because curly brackets (braces) are used for several other things
128 including BLOCKs, you may occasionally have to disambiguate braces at the
129 beginning of a statement by putting a C<+> or a C<return> in front so
130 that Perl realizes the opening brace isn't starting a BLOCK.  The economy and
131 mnemonic value of using curlies is deemed worth this occasional extra
132 hassle.
133
134 For example, if you wanted a function to make a new hash and return a
135 reference to it, you have these options:
136
137     sub hashem {        { @_ } }   # silently wrong
138     sub hashem {       +{ @_ } }   # ok
139     sub hashem { return { @_ } }   # ok
140
141 On the other hand, if you want the other meaning, you can do this:
142
143     sub showem {        { @_ } }   # ambiguous (currently ok,
144                                    # but may change)
145     sub showem {       {; @_ } }   # ok
146     sub showem { { return @_ } }   # ok
147
148 The leading C<+{> and C<{;> always serve to disambiguate
149 the expression to mean either the HASH reference, or the BLOCK.
150
151 =head3 Anonymous Subroutines
152 X<subroutine, anonymous> X<subroutine, reference> X<reference, subroutine>
153 X<scope, lexical> X<closure> X<lexical> X<lexical scope>
154
155 A reference to an anonymous subroutine can be created by using
156 C<sub> without a subname:
157
158     $coderef = sub { print "Boink!\n" };
159
160 Note the semicolon.  Except for the code
161 inside not being immediately executed, a C<sub {}> is not so much a
162 declaration as it is an operator, like C<do{}> or C<eval{}>.  (However, no
163 matter how many times you execute that particular line (unless you're in an
164 C<eval("...")>), $coderef will still have a reference to the I<same>
165 anonymous subroutine.)
166
167 Anonymous subroutines act as closures with respect to my() variables,
168 that is, variables lexically visible within the current scope.  Closure
169 is a notion out of the Lisp world that says if you define an anonymous
170 function in a particular lexical context, it pretends to run in that
171 context even when it's called outside the context.
172
173 In human terms, it's a funny way of passing arguments to a subroutine when
174 you define it as well as when you call it.  It's useful for setting up
175 little bits of code to run later, such as callbacks.  You can even
176 do object-oriented stuff with it, though Perl already provides a different
177 mechanism to do that--see L<perlobj>.
178
179 You might also think of closure as a way to write a subroutine
180 template without using eval().  Here's a small example of how
181 closures work:
182
183     sub newprint {
184         my $x = shift;
185         return sub { my $y = shift; print "$x, $y!\n"; };
186     }
187     $h = newprint("Howdy");
188     $g = newprint("Greetings");
189
190     # Time passes...
191
192     &$h("world");
193     &$g("earthlings");
194
195 This prints
196
197     Howdy, world!
198     Greetings, earthlings!
199
200 Note particularly that $x continues to refer to the value passed
201 into newprint() I<despite> "my $x" having gone out of scope by the
202 time the anonymous subroutine runs.  That's what a closure is all
203 about.
204
205 This applies only to lexical variables, by the way.  Dynamic variables
206 continue to work as they have always worked.  Closure is not something
207 that most Perl programmers need trouble themselves about to begin with.
208
209 =head3 Constructors
210 X<constructor> X<new>
211
212 References are often returned by special subroutines called constructors.  Perl
213 objects are just references to a special type of object that happens to know
214 which package it's associated with.  Constructors are just special subroutines
215 that know how to create that association.  They do so by starting with an
216 ordinary reference, and it remains an ordinary reference even while it's also
217 being an object.  Constructors are often named C<new()>.  You I<can> call them
218 indirectly:
219
220     $objref = new Doggie( Tail => 'short', Ears => 'long' );
221
222 But that can produce ambiguous syntax in certain cases, so it's often
223 better to use the direct method invocation approach:
224
225     $objref   = Doggie->new(Tail => 'short', Ears => 'long');
226
227     use Term::Cap;
228     $terminal = Term::Cap->Tgetent( { OSPEED => 9600 });
229
230     use Tk;
231     $main    = MainWindow->new();
232     $menubar = $main->Frame(-relief              => "raised",
233                             -borderwidth         => 2)
234
235 =head3 Autovivification
236 X<autovivification>
237
238 References of the appropriate type can spring into existence if you
239 dereference them in a context that assumes they exist.  Because we haven't
240 talked about dereferencing yet, we can't show you any examples yet.
241
242 =head3 Typeglob Slots
243 X<*foo{THING}> X<*>
244
245 A reference can be created by using a special syntax, lovingly known as
246 the *foo{THING} syntax.  *foo{THING} returns a reference to the THING
247 slot in *foo (which is the symbol table entry which holds everything
248 known as foo).
249
250     $scalarref = *foo{SCALAR};
251     $arrayref  = *ARGV{ARRAY};
252     $hashref   = *ENV{HASH};
253     $coderef   = *handler{CODE};
254     $ioref     = *STDIN{IO};
255     $globref   = *foo{GLOB};
256     $formatref = *foo{FORMAT};
257     $globname  = *foo{NAME};    # "foo"
258     $pkgname   = *foo{PACKAGE}; # "main"
259
260 Most of these are self-explanatory, but C<*foo{IO}>
261 deserves special attention.  It returns
262 the IO handle, used for file handles (L<perlfunc/open>), sockets
263 (L<perlfunc/socket> and L<perlfunc/socketpair>), and directory
264 handles (L<perlfunc/opendir>).  For compatibility with previous
265 versions of Perl, C<*foo{FILEHANDLE}> is a synonym for C<*foo{IO}>, though it
266 is discouraged, to encourage a consistent use of one name: IO.  On perls
267 between v5.8 and v5.22, it will issue a deprecation warning, but this
268 deprecation has since been rescinded.
269
270 C<*foo{THING}> returns undef if that particular THING hasn't been used yet,
271 except in the case of scalars.  C<*foo{SCALAR}> returns a reference to an
272 anonymous scalar if $foo hasn't been used yet.  This might change in a
273 future release.
274
275 C<*foo{NAME}> and C<*foo{PACKAGE}> are the exception, in that they return
276 strings, rather than references.  These return the package and name of the
277 typeglob itself, rather than one that has been assigned to it.  So, after
278 C<*foo=*Foo::bar>, C<*foo> will become "*Foo::bar" when used as a string,
279 but C<*foo{PACKAGE}> and C<*foo{NAME}> will continue to produce "main" and
280 "foo", respectively.
281
282 C<*foo{IO}> is an alternative to the C<*HANDLE> mechanism given in
283 L<perldata/"Typeglobs and Filehandles"> for passing filehandles
284 into or out of subroutines, or storing into larger data structures.
285 Its disadvantage is that it won't create a new filehandle for you.
286 Its advantage is that you have less risk of clobbering more than
287 you want to with a typeglob assignment.  (It still conflates file
288 and directory handles, though.)  However, if you assign the incoming
289 value to a scalar instead of a typeglob as we do in the examples
290 below, there's no risk of that happening.
291
292     splutter(*STDOUT);          # pass the whole glob
293     splutter(*STDOUT{IO});      # pass both file and dir handles
294
295     sub splutter {
296         my $fh = shift;
297         print $fh "her um well a hmmm\n";
298     }
299
300     $rec = get_rec(*STDIN);     # pass the whole glob
301     $rec = get_rec(*STDIN{IO}); # pass both file and dir handles
302
303     sub get_rec {
304         my $fh = shift;
305         return scalar <$fh>;
306     }
307
308 =head2 Using References
309 X<reference, use> X<dereferencing> X<dereference>
310
311 That's it for creating references.  By now you're probably dying to
312 know how to use references to get back to your long-lost data.  There
313 are several basic methods.
314
315 =head3 Simple Scalar
316
317 Anywhere you'd put an identifier (or chain of identifiers) as part
318 of a variable or subroutine name, you can replace the identifier with
319 a simple scalar variable containing a reference of the correct type:
320
321     $bar = $$scalarref;
322     push(@$arrayref, $filename);
323     $$arrayref[0] = "January";
324     $$hashref{"KEY"} = "VALUE";
325     &$coderef(1,2,3);
326     print $globref "output\n";
327
328 It's important to understand that we are specifically I<not> dereferencing
329 C<$arrayref[0]> or C<$hashref{"KEY"}> there.  The dereference of the
330 scalar variable happens I<before> it does any key lookups.  Anything more
331 complicated than a simple scalar variable must use methods 2 or 3 below.
332 However, a "simple scalar" includes an identifier that itself uses method
333 1 recursively.  Therefore, the following prints "howdy".
334
335     $refrefref = \\\"howdy";
336     print $$$$refrefref;
337
338 =head3 Block
339
340 Anywhere you'd put an identifier (or chain of identifiers) as part of a
341 variable or subroutine name, you can replace the identifier with a
342 BLOCK returning a reference of the correct type.  In other words, the
343 previous examples could be written like this:
344
345     $bar = ${$scalarref};
346     push(@{$arrayref}, $filename);
347     ${$arrayref}[0] = "January";
348     ${$hashref}{"KEY"} = "VALUE";
349     &{$coderef}(1,2,3);
350     $globref->print("output\n");  # iff IO::Handle is loaded
351
352 Admittedly, it's a little silly to use the curlies in this case, but
353 the BLOCK can contain any arbitrary expression, in particular,
354 subscripted expressions:
355
356     &{ $dispatch{$index} }(1,2,3);      # call correct routine
357
358 Because of being able to omit the curlies for the simple case of C<$$x>,
359 people often make the mistake of viewing the dereferencing symbols as
360 proper operators, and wonder about their precedence.  If they were,
361 though, you could use parentheses instead of braces.  That's not the case.
362 Consider the difference below; case 0 is a short-hand version of case 1,
363 I<not> case 2:
364
365     $$hashref{"KEY"}   = "VALUE";       # CASE 0
366     ${$hashref}{"KEY"} = "VALUE";       # CASE 1
367     ${$hashref{"KEY"}} = "VALUE";       # CASE 2
368     ${$hashref->{"KEY"}} = "VALUE";     # CASE 3
369
370 Case 2 is also deceptive in that you're accessing a variable
371 called %hashref, not dereferencing through $hashref to the hash
372 it's presumably referencing.  That would be case 3.
373
374 =head3 Arrow Notation
375
376 Subroutine calls and lookups of individual array elements arise often
377 enough that it gets cumbersome to use method 2.  As a form of
378 syntactic sugar, the examples for method 2 may be written:
379
380     $arrayref->[0] = "January";   # Array element
381     $hashref->{"KEY"} = "VALUE";  # Hash element
382     $coderef->(1,2,3);            # Subroutine call
383
384 The left side of the arrow can be any expression returning a reference,
385 including a previous dereference.  Note that C<$array[$x]> is I<not> the
386 same thing as C<< $array->[$x] >> here:
387
388     $array[$x]->{"foo"}->[0] = "January";
389
390 This is one of the cases we mentioned earlier in which references could
391 spring into existence when in an lvalue context.  Before this
392 statement, C<$array[$x]> may have been undefined.  If so, it's
393 automatically defined with a hash reference so that we can look up
394 C<{"foo"}> in it.  Likewise C<< $array[$x]->{"foo"} >> will automatically get
395 defined with an array reference so that we can look up C<[0]> in it.
396 This process is called I<autovivification>.
397
398 One more thing here.  The arrow is optional I<between> brackets
399 subscripts, so you can shrink the above down to
400
401     $array[$x]{"foo"}[0] = "January";
402
403 Which, in the degenerate case of using only ordinary arrays, gives you
404 multidimensional arrays just like C's:
405
406     $score[$x][$y][$z] += 42;
407
408 Well, okay, not entirely like C's arrays, actually.  C doesn't know how
409 to grow its arrays on demand.  Perl does.
410
411 =head3 Objects
412
413 If a reference happens to be a reference to an object, then there are
414 probably methods to access the things referred to, and you should probably
415 stick to those methods unless you're in the class package that defines the
416 object's methods.  In other words, be nice, and don't violate the object's
417 encapsulation without a very good reason.  Perl does not enforce
418 encapsulation.  We are not totalitarians here.  We do expect some basic
419 civility though.
420
421 =head3 Miscellaneous Usage
422
423 Using a string or number as a reference produces a symbolic reference,
424 as explained above.  Using a reference as a number produces an
425 integer representing its storage location in memory.  The only
426 useful thing to be done with this is to compare two references
427 numerically to see whether they refer to the same location.
428 X<reference, numeric context>
429
430     if ($ref1 == $ref2) {  # cheap numeric compare of references
431         print "refs 1 and 2 refer to the same thing\n";
432     }
433
434 Using a reference as a string produces both its referent's type,
435 including any package blessing as described in L<perlobj>, as well
436 as the numeric address expressed in hex.  The ref() operator returns
437 just the type of thing the reference is pointing to, without the
438 address.  See L<perlfunc/ref> for details and examples of its use.
439 X<reference, string context>
440
441 The bless() operator may be used to associate the object a reference
442 points to with a package functioning as an object class.  See L<perlobj>.
443
444 A typeglob may be dereferenced the same way a reference can, because
445 the dereference syntax always indicates the type of reference desired.
446 So C<${*foo}> and C<${\$foo}> both indicate the same scalar variable.
447
448 Here's a trick for interpolating a subroutine call into a string:
449
450     print "My sub returned @{[mysub(1,2,3)]} that time.\n";
451
452 The way it works is that when the C<@{...}> is seen in the double-quoted
453 string, it's evaluated as a block.  The block creates a reference to an
454 anonymous array containing the results of the call to C<mysub(1,2,3)>.  So
455 the whole block returns a reference to an array, which is then
456 dereferenced by C<@{...}> and stuck into the double-quoted string. This
457 chicanery is also useful for arbitrary expressions:
458
459     print "That yields @{[$n + 5]} widgets\n";
460
461 Similarly, an expression that returns a reference to a scalar can be
462 dereferenced via C<${...}>. Thus, the above expression may be written
463 as:
464
465     print "That yields ${\($n + 5)} widgets\n";
466
467 =head2 Circular References
468 X<circular reference> X<reference, circular>
469
470 It is possible to create a "circular reference" in Perl, which can lead
471 to memory leaks. A circular reference occurs when two references
472 contain a reference to each other, like this:
473
474     my $foo = {};
475     my $bar = { foo => $foo };
476     $foo->{bar} = $bar;
477
478 You can also create a circular reference with a single variable:
479
480     my $foo;
481     $foo = \$foo;
482
483 In this case, the reference count for the variables will never reach 0,
484 and the references will never be garbage-collected. This can lead to
485 memory leaks.
486
487 Because objects in Perl are implemented as references, it's possible to
488 have circular references with objects as well. Imagine a TreeNode class
489 where each node references its parent and child nodes. Any node with a
490 parent will be part of a circular reference.
491
492 You can break circular references by creating a "weak reference". A
493 weak reference does not increment the reference count for a variable,
494 which means that the object can go out of scope and be destroyed. You
495 can weaken a reference with the C<weaken> function exported by the
496 L<Scalar::Util> module.
497
498 Here's how we can make the first example safer:
499
500     use Scalar::Util 'weaken';
501
502     my $foo = {};
503     my $bar = { foo => $foo };
504     $foo->{bar} = $bar;
505
506     weaken $foo->{bar};
507
508 The reference from C<$foo> to C<$bar> has been weakened. When the
509 C<$bar> variable goes out of scope, it will be garbage-collected. The
510 next time you look at the value of the C<< $foo->{bar} >> key, it will
511 be C<undef>.
512
513 This action at a distance can be confusing, so you should be careful
514 with your use of weaken. You should weaken the reference in the
515 variable that will go out of scope I<first>. That way, the longer-lived
516 variable will contain the expected reference until it goes out of
517 scope.
518
519 =head2 Symbolic references
520 X<reference, symbolic> X<reference, soft>
521 X<symbolic reference> X<soft reference>
522
523 We said that references spring into existence as necessary if they are
524 undefined, but we didn't say what happens if a value used as a
525 reference is already defined, but I<isn't> a hard reference.  If you
526 use it as a reference, it'll be treated as a symbolic
527 reference.  That is, the value of the scalar is taken to be the I<name>
528 of a variable, rather than a direct link to a (possibly) anonymous
529 value.
530
531 People frequently expect it to work like this.  So it does.
532
533     $name = "foo";
534     $$name = 1;                 # Sets $foo
535     ${$name} = 2;               # Sets $foo
536     ${$name x 2} = 3;           # Sets $foofoo
537     $name->[0] = 4;             # Sets $foo[0]
538     @$name = ();                # Clears @foo
539     &$name();                   # Calls &foo()
540     $pack = "THAT";
541     ${"${pack}::$name"} = 5;    # Sets $THAT::foo without eval
542
543 This is powerful, and slightly dangerous, in that it's possible
544 to intend (with the utmost sincerity) to use a hard reference, and
545 accidentally use a symbolic reference instead.  To protect against
546 that, you can say
547
548     use strict 'refs';
549
550 and then only hard references will be allowed for the rest of the enclosing
551 block.  An inner block may countermand that with
552
553     no strict 'refs';
554
555 Only package variables (globals, even if localized) are visible to
556 symbolic references.  Lexical variables (declared with my()) aren't in
557 a symbol table, and thus are invisible to this mechanism.  For example:
558
559     local $value = 10;
560     $ref = "value";
561     {
562         my $value = 20;
563         print $$ref;
564     }
565
566 This will still print 10, not 20.  Remember that local() affects package
567 variables, which are all "global" to the package.
568
569 =head2 Not-so-symbolic references
570
571 Brackets around a symbolic reference can simply
572 serve to isolate an identifier or variable name from the rest of an
573 expression, just as they always have within a string.  For example,
574
575     $push = "pop on ";
576     print "${push}over";
577
578 has always meant to print "pop on over", even though push is
579 a reserved word.  This is generalized to work the same
580 without the enclosing double quotes, so that
581
582     print ${push} . "over";
583
584 and even
585
586     print ${ push } . "over";
587
588 will have the same effect.  This
589 construct is I<not> considered to be a symbolic reference when you're
590 using strict refs:
591
592     use strict 'refs';
593     ${ bareword };      # Okay, means $bareword.
594     ${ "bareword" };    # Error, symbolic reference.
595
596 Similarly, because of all the subscripting that is done using single words,
597 the same rule applies to any bareword that is used for subscripting a hash.
598 So now, instead of writing
599
600     $hash{ "aaa" }{ "bbb" }{ "ccc" }
601
602 you can write just
603
604     $hash{ aaa }{ bbb }{ ccc }
605
606 and not worry about whether the subscripts are reserved words.  In the
607 rare event that you do wish to do something like
608
609     $hash{ shift }
610
611 you can force interpretation as a reserved word by adding anything that
612 makes it more than a bareword:
613
614     $hash{ shift() }
615     $hash{ +shift }
616     $hash{ shift @_ }
617
618 The C<use warnings> pragma or the B<-w> switch will warn you if it
619 interprets a reserved word as a string.
620 But it will no longer warn you about using lowercase words, because the
621 string is effectively quoted.
622
623 =head2 Pseudo-hashes: Using an array as a hash
624 X<pseudo-hash> X<pseudo hash> X<pseudohash>
625
626 Pseudo-hashes have been removed from Perl.  The 'fields' pragma
627 remains available.
628
629 =head2 Function Templates
630 X<scope, lexical> X<closure> X<lexical> X<lexical scope>
631 X<subroutine, nested> X<sub, nested> X<subroutine, local> X<sub, local>
632
633 As explained above, an anonymous function with access to the lexical
634 variables visible when that function was compiled, creates a closure.  It
635 retains access to those variables even though it doesn't get run until
636 later, such as in a signal handler or a Tk callback.
637
638 Using a closure as a function template allows us to generate many functions
639 that act similarly.  Suppose you wanted functions named after the colors
640 that generated HTML font changes for the various colors:
641
642     print "Be ", red("careful"), "with that ", green("light");
643
644 The red() and green() functions would be similar.  To create these,
645 we'll assign a closure to a typeglob of the name of the function we're
646 trying to build.
647
648     @colors = qw(red blue green yellow orange purple violet);
649     for my $name (@colors) {
650         no strict 'refs';       # allow symbol table manipulation
651         *$name = *{uc $name} = sub { "<FONT COLOR='$name'>@_</FONT>" };
652     }
653
654 Now all those different functions appear to exist independently.  You can
655 call red(), RED(), blue(), BLUE(), green(), etc.  This technique saves on
656 both compile time and memory use, and is less error-prone as well, since
657 syntax checks happen at compile time.  It's critical that any variables in
658 the anonymous subroutine be lexicals in order to create a proper closure.
659 That's the reasons for the C<my> on the loop iteration variable.
660
661 This is one of the only places where giving a prototype to a closure makes
662 much sense.  If you wanted to impose scalar context on the arguments of
663 these functions (probably not a wise idea for this particular example),
664 you could have written it this way instead:
665
666     *$name = sub ($) { "<FONT COLOR='$name'>$_[0]</FONT>" };
667
668 However, since prototype checking happens at compile time, the assignment
669 above happens too late to be of much use.  You could address this by
670 putting the whole loop of assignments within a BEGIN block, forcing it
671 to occur during compilation.
672
673 Access to lexicals that change over time--like those in the C<for> loop
674 above, basically aliases to elements from the surrounding lexical scopes--
675 only works with anonymous subs, not with named subroutines. Generally
676 said, named subroutines do not nest properly and should only be declared
677 in the main package scope.
678
679 This is because named subroutines are created at compile time so their
680 lexical variables get assigned to the parent lexicals from the first
681 execution of the parent block. If a parent scope is entered a second
682 time, its lexicals are created again, while the nested subs still
683 reference the old ones.
684
685 Anonymous subroutines get to capture each time you execute the C<sub>
686 operator, as they are created on the fly. If you are accustomed to using
687 nested subroutines in other programming languages with their own private
688 variables, you'll have to work at it a bit in Perl.  The intuitive coding
689 of this type of thing incurs mysterious warnings about "will not stay
690 shared" due to the reasons explained above.
691 For example, this won't work:
692
693     sub outer {
694         my $x = $_[0] + 35;
695         sub inner { return $x * 19 }   # WRONG
696         return $x + inner();
697     }
698
699 A work-around is the following:
700
701     sub outer {
702         my $x = $_[0] + 35;
703         local *inner = sub { return $x * 19 };
704         return $x + inner();
705     }
706
707 Now inner() can only be called from within outer(), because of the
708 temporary assignments of the anonymous subroutine. But when it does,
709 it has normal access to the lexical variable $x from the scope of
710 outer() at the time outer is invoked.
711
712 This has the interesting effect of creating a function local to another
713 function, something not normally supported in Perl.
714
715 =head2 Postfix Dereference Syntax
716
717 Beginning in v5.20.0, a postfix syntax for using references is
718 available.  It behaves as described in L</Using References>, but instead
719 of a prefixed sigil, a postfixed sigil-and-star is used.
720
721 For example:
722
723     $r = \@a;
724     @b = $r->@*; # equivalent to @$r or @{ $r }
725
726     $r = [ 1, [ 2, 3 ], 4 ];
727     $r->[1]->@*;  # equivalent to @{ $r->[1] }
728
729 In Perl 5.20 and 5.22, this syntax must be enabled with C<use feature
730 'postderef'>. As of Perl 5.24, no feature declarations are required to make
731 it available.
732
733 Postfix dereference should work in all circumstances where block
734 (circumfix) dereference worked, and should be entirely equivalent.  This
735 syntax allows dereferencing to be written and read entirely
736 left-to-right.  The following equivalencies are defined:
737
738   $sref->$*;  # same as  ${ $sref }
739   $aref->@*;  # same as  @{ $aref }
740   $aref->$#*; # same as $#{ $aref }
741   $href->%*;  # same as  %{ $href }
742   $cref->&*;  # same as  &{ $cref }
743   $gref->**;  # same as  *{ $gref }
744
745 Note especially that C<< $cref->&* >> is I<not> equivalent to C<<
746 $cref->() >>, and can serve different purposes.
747
748 Glob elements can be extracted through the postfix dereferencing feature:
749
750   $gref->*{SCALAR}; # same as *{ $gref }{SCALAR}
751
752 Postfix array and scalar dereferencing I<can> be used in interpolating
753 strings (double quotes or the C<qq> operator), but only if the
754 C<postderef_qq> feature is enabled.
755
756 =head2 Postfix Reference Slicing
757
758 Value slices of arrays and hashes may also be taken with postfix
759 dereferencing notation, with the following equivalencies:
760
761   $aref->@[ ... ];  # same as @$aref[ ... ]
762   $href->@{ ... };  # same as @$href{ ... }
763
764 Postfix key/value pair slicing, added in 5.20.0 and documented in
765 L<the KeyE<sol>Value Hash Slices section of perldata|perldata/"Key/Value Hash
766 Slices">, also behaves as expected:
767
768   $aref->%[ ... ];  # same as %$aref[ ... ]
769   $href->%{ ... };  # same as %$href{ ... }
770
771 As with postfix array, postfix value slice dereferencing I<can> be used
772 in interpolating strings (double quotes or the C<qq> operator), but only
773 if the C<postderef_qq> L<feature> is enabled.
774
775 =head2 Assigning to References
776
777 Beginning in v5.22.0, the referencing operator can be assigned to.  It
778 performs an aliasing operation, so that the variable name referenced on the
779 left-hand side becomes an alias for the thing referenced on the right-hand
780 side:
781
782     \$a = \$b; # $a and $b now point to the same scalar
783     \&foo = \&bar; # foo() now means bar()
784
785 This syntax must be enabled with C<use feature 'refaliasing'>.  It is
786 experimental, and will warn by default unless C<no warnings
787 'experimental::refaliasing'> is in effect.
788
789 These forms may be assigned to, and cause the right-hand side to be
790 evaluated in scalar context:
791
792     \$scalar
793     \@array
794     \%hash
795     \&sub
796     \my $scalar
797     \my @array
798     \my %hash
799     \state $scalar # or @array, etc.
800     \our $scalar   # etc.
801     \local $scalar # etc.
802     \local our $scalar # etc.
803     \$some_array[$index]
804     \$some_hash{$key}
805     \local $some_array[$index]
806     \local $some_hash{$key}
807     condition ? \$this : \$that[0] # etc.
808
809 Slicing operations and parentheses cause
810 the right-hand side to be evaluated in
811 list context:
812
813     \@array[5..7]
814     (\@array[5..7])
815     \(@array[5..7])
816     \@hash{'foo','bar'}
817     (\@hash{'foo','bar'})
818     \(@hash{'foo','bar'})
819     (\$scalar)
820     \($scalar)
821     \(my $scalar)
822     \my($scalar)
823     (\@array)
824     (\%hash)
825     (\&sub)
826     \(&sub)
827     \($foo, @bar, %baz)
828     (\$foo, \@bar, \%baz)
829
830 Each element on the right-hand side must be a reference to a datum of the
831 right type.  Parentheses immediately surrounding an array (and possibly
832 also C<my>/C<state>/C<our>/C<local>) will make each element of the array an
833 alias to the corresponding scalar referenced on the right-hand side:
834
835     \(@a) = \(@b); # @a and @b now have the same elements
836     \my(@a) = \(@b); # likewise
837     \(my @a) = \(@b); # likewise
838     push @a, 3; # but now @a has an extra element that @b lacks
839     \(@a) = (\$a, \$b, \$c); # @a now contains $a, $b, and $c
840
841 Combining that form with C<local> and putting parentheses immediately
842 around a hash are forbidden (because it is not clear what they should do):
843
844     \local(@array) = foo(); # WRONG
845     \(%hash)       = bar(); # WRONG
846
847 Assignment to references and non-references may be combined in lists and
848 conditional ternary expressions, as long as the values on the right-hand
849 side are the right type for each element on the left, though this may make
850 for obfuscated code:
851
852     (my $tom, \my $dick, \my @harry) = (\1, \2, [1..3]);
853     # $tom is now \1
854     # $dick is now 2 (read-only)
855     # @harry is (1,2,3)
856
857     my $type = ref $thingy;
858     ($type ? $type eq 'ARRAY' ? \@foo : \$bar : $baz) = $thingy;
859
860 The C<foreach> loop can also take a reference constructor for its loop
861 variable, though the syntax is limited to one of the following, with an
862 optional C<my>, C<state>, or C<our> after the backslash:
863
864     \$s
865     \@a
866     \%h
867     \&c
868
869 No parentheses are permitted.  This feature is particularly useful for
870 arrays-of-arrays, or arrays-of-hashes:
871
872     foreach \my @a (@array_of_arrays) {
873         frobnicate($a[0], $a[-1]);
874     }
875
876     foreach \my %h (@array_of_hashes) {
877         $h{gelastic}++ if $h{type} eq 'funny';
878     }
879
880 B<CAVEAT:> Aliasing does not work correctly with closures.  If you try to
881 alias lexical variables from an inner subroutine or C<eval>, the aliasing
882 will only be visible within that inner sub, and will not affect the outer
883 subroutine where the variables are declared.  This bizarre behavior is
884 subject to change.
885
886 =head2 Declaring a Reference to a Variable
887
888 Beginning in v5.26.0, the referencing operator can come after C<my>,
889 C<state>, C<our>, or C<local>.  This syntax must be enabled with C<use
890 feature 'declared_refs'>.  It is experimental, and will warn by default
891 unless C<no warnings 'experimental::refaliasing'> is in effect.
892
893 This feature makes these:
894
895     my \$x;
896     our \$y;
897
898 equivalent to:
899
900     \my $x;
901     \our $x;
902
903 It is intended mainly for use in assignments to references (see
904 L</Assigning to References>, above).  It also allows the backslash to be
905 used on just some items in a list of declared variables:
906
907     my ($foo, \@bar, \%baz); # equivalent to:  my $foo, \my(@bar, %baz);
908
909 =head1 WARNING: Don't use references as hash keys
910 X<reference, string context> X<reference, use as hash key>
911
912 You may not (usefully) use a reference as the key to a hash.  It will be
913 converted into a string:
914
915     $x{ \$a } = $a;
916
917 If you try to dereference the key, it won't do a hard dereference, and
918 you won't accomplish what you're attempting.  You might want to do something
919 more like
920
921     $r = \@a;
922     $x{ $r } = $r;
923
924 And then at least you can use the values(), which will be
925 real refs, instead of the keys(), which won't.
926
927 The standard Tie::RefHash module provides a convenient workaround to this.
928
929 =head1 SEE ALSO
930
931 Besides the obvious documents, source code can be instructive.
932 Some pathological examples of the use of references can be found
933 in the F<t/op/ref.t> regression test in the Perl source directory.
934
935 See also L<perldsc> and L<perllol> for how to use references to create
936 complex data structures, and L<perlootut> and L<perlobj>
937 for how to use them to create objects.